JP3323207B2 - Frequency-voltage conversion circuit, delay amount determination circuit, system including frequency-voltage conversion circuit, method for adjusting input / output characteristics of frequency-voltage conversion circuit, and apparatus for automatically adjusting input / output characteristics of frequency-voltage conversion circuit - Google Patents

Frequency-voltage conversion circuit, delay amount determination circuit, system including frequency-voltage conversion circuit, method for adjusting input / output characteristics of frequency-voltage conversion circuit, and apparatus for automatically adjusting input / output characteristics of frequency-voltage conversion circuit

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史朗 崎山
博幸 中平
大 福田
昭 松澤
志郎 道正
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、周波数−電圧変換回路およびその応用、並
びに遅延量判定回路に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a frequency-voltage conversion circuit and its application, and a delay amount determination circuit.

背景技術 従来、半導体集積回路(LSI)の設計においては、プ
ロセス変動や温度変動に対する最悪条件を考慮して、そ
のLSIの仕様(例えば、LSIの最小電源電圧、最大動作周
波数など)が決定されていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the design of a semiconductor integrated circuit (LSI), the specifications of the LSI (for example, the minimum power supply voltage of the LSI, the maximum operating frequency, and the like) are determined in consideration of the worst conditions for process variation and temperature variation. Was.

最大動作周波数より低い周波数でLSIを動作させる場
合やプロセス変動や温度変動により、LSIの処理性能が
変化する場合には、LSIの仕様に基づく最小電源電圧よ
り小さい電圧でLSIを動作させることが可能なはずであ
る。しかし、LSIの動作環境にかかわらず、LSIに供給さ
れる電源電圧は固定されていた。このため、LSIは無駄
な電力を消費していた。
When operating the LSI at a frequency lower than the maximum operating frequency or when the processing performance of the LSI changes due to process fluctuations or temperature fluctuations, it is possible to operate the LSI at a voltage lower than the minimum power supply voltage based on the LSI specifications It should be. However, the power supply voltage supplied to the LSI is fixed regardless of the operating environment of the LSI. For this reason, the LSI consumed unnecessary power.

本発明の目的は、目標回路の特性に適応するように調
整可能な周波数−電圧変換回路を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a frequency-to-voltage conversion circuit that can be adjusted to adapt to the characteristics of a target circuit.

本発明の他の目的は、目標回路が正常に動作するため
に必要な最小の動作電圧を供給する周波数−電圧変換回
路を含むシステムを提供することにある。
It is another object of the present invention to provide a system including a frequency-to-voltage conversion circuit that supplies a minimum operating voltage necessary for a target circuit to operate normally.

本発明の他の目的は、上記システムにおいて、周波数
−電圧変換回路の入出力特性を調整する方法を提供する
ことにある。
It is another object of the present invention to provide a method for adjusting input / output characteristics of a frequency-voltage conversion circuit in the above system.

本発明の他の目的は、上記システムにおいて、周波数
−電圧変換回路の入出力特性を自動調整する装置を提供
することにある。
Another object of the present invention is to provide an apparatus for automatically adjusting input / output characteristics of a frequency-voltage conversion circuit in the above system.

本発明の他の目的は、周波数−電圧変換回路における
使用に適した簡単な構成を有する遅延量判定回路を提供
することにある。
Another object of the present invention is to provide a delay amount determination circuit having a simple configuration suitable for use in a frequency-voltage conversion circuit.

発明の開示 本発明の周波数−電圧変換回路は、クロックを入力と
して受け取り、前記クロックの周波数に応じた電圧を出
力として提供する周波数−電圧変換回路であって、前記
周波数−電圧変換回路の入出力特性が与えられた入出力
特性にほぼ一致するように調整可能である。これによ
り、上記目的が達成される。
DISCLOSURE OF THE INVENTION A frequency-to-voltage conversion circuit of the present invention is a frequency-to-voltage conversion circuit that receives a clock as an input and provides a voltage corresponding to the frequency of the clock as an output. Adjustment can be made so that the characteristics substantially match the given input / output characteristics. Thereby, the above object is achieved.

前記周波数−電圧変換回路は、前記周波数−電圧変換
回路の入出力特性の傾きおよびオフセット量が調整可能
であるように構成されていてもよい。
The frequency-voltage conversion circuit may be configured such that a slope and an offset amount of input / output characteristics of the frequency-voltage conversion circuit can be adjusted.

本発明の他の周波数−電圧変換回路は、クロックの周
波数に応じた目標遅延量を表すパルス幅を有する入力パ
ルス信号を生成する入力パルス信号生成回路と、前記入
力パルス信号を遅延させる遅延回路であって、前記入力
パルス信号を遅延させることによって得られるパルス信
号を出力パルス信号として出力する遅延回路と、前記入
力パルス信号に対する前記出力パルス信号の遅延量に基
づいて、前記目標遅延量に対応する電圧を出力し、前記
電圧を前記遅延回路に供給する遅延量−電圧変換回路と
を備え、前記遅延回路は前記遅延量−電圧変換回路から
出力される前記電圧に応じて前記入力パルス信号を遅延
させる。これにより上記目的が達成される。
Another frequency-voltage conversion circuit of the present invention includes an input pulse signal generation circuit that generates an input pulse signal having a pulse width representing a target delay amount according to a clock frequency, and a delay circuit that delays the input pulse signal. A delay circuit that outputs a pulse signal obtained by delaying the input pulse signal as an output pulse signal; and a delay circuit that corresponds to the target delay amount based on a delay amount of the output pulse signal with respect to the input pulse signal. A delay-voltage conversion circuit that outputs a voltage and supplies the voltage to the delay circuit, wherein the delay circuit delays the input pulse signal according to the voltage output from the delay-voltage conversion circuit. Let it. This achieves the above object.

前記入力パルス信号生成回路は、前記入力パルス信号
を間欠的に生成してもよい。
The input pulse signal generation circuit may generate the input pulse signal intermittently.

前記入力パルス信号が間欠的に生成される周期は可変
であってもよい。
The cycle at which the input pulse signal is generated intermittently may be variable.

前記入力パルス信号生成回路は、特定のモードにおい
て前記入力パルス信号の生成を停止してもよい。
The input pulse signal generation circuit may stop generating the input pulse signal in a specific mode.

前記遅延回路は、前記遅延回路の遅延時間−電源電圧
特性が調整可能であるように構成されていてもよい。
The delay circuit may be configured such that a delay time-power supply voltage characteristic of the delay circuit is adjustable.

前記遅延回路は、前記遅延回路の遅延時間 電源電圧
特性の傾きおよびオフセット量が調整可能であるように
構成されていてもよい。
The delay circuit may be configured such that a delay time of the delay circuit and a slope and an offset amount of a power supply voltage characteristic can be adjusted.

前記遅延回路は、前記遅延量−電圧変換回路から出力
される前記電圧に応じて動作する第1遅延ブロックを含
んでおり、前記第1遅延ブロックは、複数の第1遅延ユ
ニットを含んでおり、前記複数の第1遅延ユニットのう
ち前記入力パルス信号が通過する第1遅延ユニットの段
数は、第1遅延制御信号に応じて調整されてもよい。
The delay circuit includes a first delay block that operates according to the voltage output from the delay-voltage conversion circuit, and the first delay block includes a plurality of first delay units. The number of stages of the first delay unit through which the input pulse signal passes among the plurality of first delay units may be adjusted according to a first delay control signal.

前記遅延回路は、所定の固定電圧に応じて動作する第
2遅延ブロックをさらに含んでおり、前記第2遅延ブロ
ックは、複数の第2遅延ユニットを含んでおり、前記複
数の第2遅延ユニットのうち前記入力パルス信号が通過
する第2遅延ユニットの段数は、第2遅延制御信号に応
じて調整されてもよい。
The delay circuit further includes a second delay block that operates according to a predetermined fixed voltage, wherein the second delay block includes a plurality of second delay units, and includes a plurality of second delay units. The number of stages of the second delay unit through which the input pulse signal passes may be adjusted according to a second delay control signal.

前記入力パルス信号のパルス幅は、前記クロックの周
波数の関数として決定されてもよい。
The pulse width of the input pulse signal may be determined as a function of the frequency of the clock.

前記関数は、Pw=α/f+βによって表され、ここで、
Pwは前記入力パルス信号のパルス幅、fは前記クロック
の周波数、α、βは定数であってもよい。
The function is represented by Pw = α / f + β, where
Pw may be a pulse width of the input pulse signal, f may be a frequency of the clock, and α and β may be constants.

前記遅延量−電圧変換回路は、前記入力パルス信号に
対する前記出力パルス信号の遅延量が前記目標遅延量よ
り大きい場合には出力電圧を高くし、前記入力パルス信
号に対する前記出力パルス信号の遅延量が前記目標遅延
量より小さい場合には前記出力電圧を低くするように、
前記出力電圧をフィードバック制御してもよい。
The delay amount-voltage conversion circuit increases an output voltage when a delay amount of the output pulse signal with respect to the input pulse signal is larger than the target delay amount, and increases a delay amount of the output pulse signal with respect to the input pulse signal. When the output voltage is lower than the target delay amount,
The output voltage may be feedback controlled.

前記遅延量−電圧変換回路は、前記入力パルス信号に
対する前記出力パルス信号の遅延量が前記目標遅延量よ
り大きいか否かを判定し、判定結果を示す判定信号を出
力する判定回路と、前記判定信号に応じて複数の電圧の
うち1つを選択的に出力する電圧選択回路とを備えてい
てもよい。
A delay-voltage conversion circuit that determines whether a delay amount of the output pulse signal with respect to the input pulse signal is greater than the target delay amount, and outputs a determination signal indicating a determination result; A voltage selection circuit for selectively outputting one of a plurality of voltages according to a signal.

前記電圧選択回路は、前記複数の電圧うち選択すべき
1つの電圧を特定するデータを前記判定信号に対応する
方向にシフトする双方向シフト制御回路と、前記データ
に基づいて、前記複数の電圧のうち1つを選択するスイ
ッチ回路とを備えていてもよい。
The voltage selection circuit includes a bidirectional shift control circuit that shifts data specifying one voltage to be selected from among the plurality of voltages in a direction corresponding to the determination signal, and based on the data, And a switch circuit for selecting one of them.

前記電圧選択回路は、前記複数の電圧のうち最も高い
電圧を初期出力電圧として出力してもよい。
The voltage selection circuit may output a highest voltage among the plurality of voltages as an initial output voltage.

前記電圧選択回路は、抵抗を含んでおり、前記抵抗の
一端は高電位に接続され、前記抵抗の他端は低電位に接
続され、前記複数の電圧は、前記抵抗を分割することに
よって得られてもよい。
The voltage selection circuit includes a resistor, one end of the resistor is connected to a high potential, the other end of the resistor is connected to a low potential, and the plurality of voltages are obtained by dividing the resistor. You may.

前記電圧選択回路は、前記抵抗に直列に接続されたス
イッチをさらに備えており、前記スイッチは特定のモー
ドにおいてオフにされてもよい。
The voltage selection circuit may further include a switch connected in series with the resistor, and the switch may be turned off in a specific mode.

前記双方向シフト制御回路は、複数の段のユニットを
含んでおり、前記複数の段のユニットのそれぞれは、前
記データを格納するメモリ回路と2入力1出力セレクタ
とを含んでおり、前記複数の段のユニットのうち特定の
段のユニットに含まれる前記セレクタの出力は、前記特
定の段のユニットに含まれる前記メモリ回路に接続され
ており、前記複数の段のユニットのうち特定の段のユニ
ットに含まれる前記セレクタの入力は、前記特定の段の
ユニットの1つ前の段のユニットに含まれる前記メモリ
回路と前記特定の段のユニットの1つ後の段のユニット
に含まれる前記メモリ回路とに接続されており、前記複
数の段のユニットのそれぞれに含まれる前記セレクタ
は、前記判定信号によって制御されてもよい。
The bidirectional shift control circuit includes a plurality of stages of units, each of the plurality of stages of units includes a memory circuit for storing the data and a two-input one-output selector, The output of the selector included in the unit of the specific stage among the units of the stage is connected to the memory circuit included in the unit of the specific stage, and the unit of the specific stage among the units of the plurality of stages The input of the selector included in the memory circuit is included in the memory circuit included in the unit in the stage immediately before the unit in the specific stage and the memory circuit included in the unit in the stage after the unit in the specific stage. And the selector included in each of the units of the plurality of stages may be controlled by the determination signal.

前記双方向シフト制御手段は、前記複数の段のユニッ
トのうち最前段のユニットに含まれる前記メモリ回路に
格納される前記データが消去されることを防止する手段
と、前記複数の段のユニットのうち最後段のユニットに
含まれる前記メモリ回路に格納される前記データが消去
されることを防止する手段とをさらに備えていてもよ
い。
The bidirectional shift control means includes means for preventing the data stored in the memory circuit included in the first one of the plurality of units from being erased, and Means for preventing the data stored in the memory circuit included in the last unit from being erased may be further provided.

前記遅延量−電圧変換回路は、現在の出力電圧より1
つ前の出力電圧を記憶する手段をさらに備えており、前
記遅延量−電圧変換回路は、前記現在の出力電圧を第1
の出力電圧として出力し、前記現在の出力電圧と前記1
つ前の出力電圧のうちの一方を第2の出力電圧として出
力し、前記第1の出力電圧は、前記遅延回路に供給され
てもよい。
The delay amount-voltage conversion circuit calculates the delay amount by 1
Means for storing a previous output voltage, wherein the delay amount-voltage conversion circuit converts the current output voltage to a first output voltage.
And outputs the current output voltage and the 1
One of the previous output voltages may be output as a second output voltage, and the first output voltage may be supplied to the delay circuit.

前記遅延量−電圧変換回路は、初期出力電圧を記憶す
る手段をさらに備えており、前記遅延量−電圧変換回路
は、現在の出力電圧を第1の出力電圧として出力し、前
記初期出力電圧を第2の出力電圧として出力し、前記第
1の出力電圧は、前記遅延回路に供給され、前記初期出
力電圧は、前記現在の出力電圧が上昇した場合に前記現
在の出力電圧に更新されてもよい。
The delay amount-voltage conversion circuit further includes means for storing an initial output voltage, the delay amount-voltage conversion circuit outputs a current output voltage as a first output voltage, and outputs the initial output voltage. Output as a second output voltage, the first output voltage is supplied to the delay circuit, and the initial output voltage is updated to the current output voltage when the current output voltage increases. Good.

本発明の遅延量判定回路は、目標遅延量を表すパルス
幅を有する入力パルス信号を生成する入力パルス信号生
成回路と、前記入力パルス信号を遅延させる遅延回路で
あって、前記入力パルス信号を遅延させることによって
得られるパルス信号を出力パルス信号として出力する遅
延回路と、前記入力パルス信号に対する前記出力パルス
信号の遅延量が前記目標遅延量より大きいか否かを判定
し、判定結果を示す判定信号を出力する判定回路とを備
えており、これにより上記目的が達成される。
The delay amount determination circuit according to the present invention includes an input pulse signal generation circuit that generates an input pulse signal having a pulse width representing a target delay amount, and a delay circuit that delays the input pulse signal, wherein the input pulse signal is delayed. A delay circuit that outputs a pulse signal obtained by the output pulse signal as an output pulse signal; and a determination signal that determines whether a delay amount of the output pulse signal with respect to the input pulse signal is greater than the target delay amount, and that indicates a determination result. And a decision circuit for outputting the result, thereby achieving the above object.

前記入力パルス信号のパルス幅は、可変に調整可能で
あってもよい。
The pulse width of the input pulse signal may be variably adjustable.

前記判定回路は、前記入力パルス信号をクロック入力
とし、前記出力パルス信号をデータ入力とするデータラ
ッチ回路を含んでおり、前記データラッチ回路の出力
は、前記判定信号として出力されてもよい。
The determination circuit may include a data latch circuit that receives the input pulse signal as a clock input and receives the output pulse signal as a data input, and an output of the data latch circuit may be output as the determination signal.

本発明のシステムは、クロックに従って動作する目標
回路と、前記クロックの周波数に応じて前記目標回路が
動作可能な最小電圧を前記目標回路に供給するパワーマ
ネージメント回路とを備えたシステムであって、前記パ
ワーマネジメント回路は、上述した周波数−電圧変換回
路を備えており、前記パワーマネジメント回路は、前記
周波数−電圧変換回路から出力される前記電圧を前記最
小電圧として前記目標回路に供給する。これにより上記
目的が達成される。
The system of the present invention is a system comprising: a target circuit that operates according to a clock; and a power management circuit that supplies a minimum voltage at which the target circuit can operate according to the frequency of the clock to the target circuit. The power management circuit includes the above-described frequency-voltage conversion circuit, and the power management circuit supplies the voltage output from the frequency-voltage conversion circuit to the target circuit as the minimum voltage. This achieves the above object.

前記システムは、単一の半導体チップ上に形成されて
もよい。
The system may be formed on a single semiconductor chip.

前記パワーマネジメント回路は、与えられた電源電圧
を前記周波数−電圧変換回路から出力される前記電圧に
変換する電圧変換手段をさらに備えており、前記パワー
マネジメント回路は、前記電圧変換手段の出力を前記最
小電圧として前記目標回路に供給してもよい。
The power management circuit further includes voltage conversion means for converting a given power supply voltage to the voltage output from the frequency-voltage conversion circuit, and the power management circuit outputs the output of the voltage conversion means The minimum voltage may be supplied to the target circuit.

本発明の他のシステムは、クロックに従って動作する
目標回路と、前記クロックを入力として受け取り、前記
クロックの周波数に応じた電圧を前記目標回路の動作電
圧として提供する周波数−電圧変換回路とを備えたシス
テムであって、前記周波数−電圧変換回路から出力され
る前記電圧が、前記目標回路が前記クロックの周波数で
動作可能な最小電圧にほぼ一致するように、前記周波数
−電圧変換回路の入出力特性が調整可能であることを特
徴とする。これにより上記目的が達成される。
Another system of the present invention includes a target circuit that operates according to a clock, and a frequency-voltage conversion circuit that receives the clock as an input and provides a voltage corresponding to the frequency of the clock as an operation voltage of the target circuit. Input / output characteristics of the frequency-to-voltage conversion circuit so that the voltage output from the frequency-to-voltage conversion circuit substantially matches a minimum voltage at which the target circuit can operate at the frequency of the clock. Is adjustable. This achieves the above object.

前記目標回路は、複数の異なる遅延時間−電源電圧特
性を有しており、前記周波数−電圧変換回路の入出力特
性は、前記複数の異なる遅延時間−電源電圧特性を合成
することによって得られる遅延時間−電源電圧特性に基
づいて調整されてもよい。
The target circuit has a plurality of different delay time-power supply voltage characteristics, and an input / output characteristic of the frequency-voltage conversion circuit is a delay obtained by combining the plurality of different delay time-power supply voltage characteristics. It may be adjusted based on the time-power supply voltage characteristics.

前記周波数−電圧変換回路は、前記複数の異なる遅延
時間−電源電圧特性に対応する複数の遅延回路を有して
おり、前記複数の遅延回路のそれぞれは、遅延時間−電
源電圧特性が調整可能であるように構成されていてもよ
い。
The frequency-voltage conversion circuit has a plurality of delay circuits corresponding to the plurality of different delay time-power supply voltage characteristics, and each of the plurality of delay circuits has an adjustable delay time-power supply voltage characteristic. It may be configured as such.

前記周波数−電圧変換回路は、前記周波数−電圧変換
回路の入出力特性の傾きおよびオフセット量が調整可能
であるように構成されていてもよい。
The frequency-voltage conversion circuit may be configured such that a slope and an offset amount of input / output characteristics of the frequency-voltage conversion circuit can be adjusted.

本発明の方法は、クロックに従って動作する目標回路
と、前記クロックを入力として受け取り、前記クロック
の周波数に応じた電圧を前記目標回路の動作電圧として
提供する周波数−電圧変換回路とを備えたシステムにお
いて、前記周波数−電圧変換回路の入出力特性を調整す
る方法であって、前記クロックの複数の周波数のそれぞ
れに対して測定された前記目標回路の動作電圧に基づい
て、前記周波数−電圧変換回路の前記入出力特性の傾き
を調整するステップと、前記目標回路が前記クロックの
所定の周波数範囲において動作可能となるように、前記
周波数−電圧変換回路の前記入出力特性のオフセット量
を調整するステップとを包含しており、これにより上記
目的が達成される。
The method of the present invention is directed to a system including a target circuit that operates according to a clock, and a frequency-voltage conversion circuit that receives the clock as an input and provides a voltage corresponding to the frequency of the clock as an operation voltage of the target circuit. A method of adjusting input / output characteristics of the frequency-voltage conversion circuit, wherein the frequency-voltage conversion circuit adjusts the input / output characteristics of the frequency-voltage conversion circuit based on an operating voltage of the target circuit measured for each of a plurality of frequencies of the clock. Adjusting the slope of the input / output characteristics, and adjusting an offset amount of the input / output characteristics of the frequency-voltage conversion circuit so that the target circuit can operate in a predetermined frequency range of the clock. Which achieves the above object.

前記周波数−電圧変換回路は、クロックの周波数に応
じた目標遅延量を表すパルス幅を有する入力パルス信号
を生成する入力パルス信号生成回路と、前記入力パルス
信号を遅延させる遅延回路であって、前記入力パルス信
号を遅延させることによって得られるパルス信号を出力
パルス信号として出力する遅延回路と、前記入力パルス
信号に対する前記出力パルス信号の遅延量に基づいて、
前記目標遅延量に対応する電圧を出力し、前記電圧を前
記遅延回路に供給する遅延量−電圧変換回路とを備えて
おり、前記遅延回路は前記遅延量−電圧変換回路から出
力される前記電圧に応じて前記入力パルス信号を遅延さ
せ、前記周波数−電圧変換回路の入出力特性の傾きは、
前記遅延回路の遅延時間−電源電圧特性の傾きを調整す
ることによって調整され、前記周波数−電圧変換回路の
入出力特性のオフセット量は、前記遅延回路の遅延時間
−電源電圧特性のオフセット量を調整することによって
調整されてもよい。
The frequency-voltage conversion circuit is an input pulse signal generation circuit that generates an input pulse signal having a pulse width representing a target delay amount according to the frequency of the clock, and a delay circuit that delays the input pulse signal, A delay circuit that outputs a pulse signal obtained by delaying an input pulse signal as an output pulse signal, based on a delay amount of the output pulse signal with respect to the input pulse signal,
A delay-voltage conversion circuit that outputs a voltage corresponding to the target delay amount and supplies the voltage to the delay circuit, wherein the delay circuit outputs the voltage output from the delay-voltage conversion circuit. The input pulse signal is delayed according to the following equation, and the slope of the input / output characteristic of the frequency-voltage conversion circuit is:
The delay amount of the delay circuit is adjusted by adjusting the slope of the power supply voltage characteristic, and the offset amount of the input / output characteristic of the frequency-voltage conversion circuit is adjusted by adjusting the offset amount of the delay time-power supply voltage characteristic of the delay circuit. May be adjusted.

前記遅延回路は、前記遅延量−電圧変換回路から出力
される前記電圧に応じて動作する第1遅延ブロックと所
定の固定電圧に応じて動作する第2遅延ブロックとを含
んでおり、前記第1遅延ブロックは、複数の第1遅延ユ
ニットを含んでおり、前記第2遅延ブロックは、複数の
第2遅延ユニットを含んでおり、前記遅延回路の遅延時
間−電源電圧特性の傾きは、前記複数の第1遅延ユニッ
トのうち前記入力パルス信号が通過する第1遅延ユニッ
トの段数を調整することによって調整され、前記遅延回
路の遅延時間−電源電圧特性のオフセット量は、前記複
数の第2遅延ユニットのうち前記入力パルス信号が通過
する第2遅延ユニットの段数を調整することによって調
整されてもよい。
The delay circuit includes a first delay block that operates according to the voltage output from the delay amount-voltage conversion circuit, and a second delay block that operates according to a predetermined fixed voltage. The delay block includes a plurality of first delay units, the second delay block includes a plurality of second delay units, and a slope of a delay time-power supply voltage characteristic of the delay circuit is the plurality of first delay units. The first delay unit is adjusted by adjusting the number of stages of the first delay unit through which the input pulse signal passes, and the offset amount of the delay time-power supply voltage characteristic of the delay circuit is adjusted by the plurality of second delay units. It may be adjusted by adjusting the number of stages of the second delay unit through which the input pulse signal passes.

前記周波数−電圧変換回路は、クロックの周波数に応
じた目標遅延量を表すパルス幅を有する入力パルス信号
を生成する入力パルス信号生成回路と、前記入力パルス
信号を遅延させる遅延回路であって、前記入力パルス信
号を遅延させることによって得られるパルス信号を出力
パルス信号として出力する遅延回路と、前記入力パルス
信号に対する前記出力パルス信号の遅延量に基づいて、
前記目標遅延量に対応する電圧を出力し、前記電圧を前
記遅延回路に供給する遅延量−電圧変換回路とを備えて
おり、前記遅延回路は前記遅延量−電圧変換回路から出
力される前記電圧に応じて前記入力パルス信号を遅延さ
せ、前記周波数−電圧変換回路の入出力特性の傾きおよ
びオフセット量は、前記クロックの周波数の関数として
前記入力パルス信号のパルス幅を調整することによって
調整されてもよい。
The frequency-voltage conversion circuit is an input pulse signal generation circuit that generates an input pulse signal having a pulse width representing a target delay amount according to the frequency of the clock, and a delay circuit that delays the input pulse signal, A delay circuit that outputs a pulse signal obtained by delaying an input pulse signal as an output pulse signal, based on a delay amount of the output pulse signal with respect to the input pulse signal,
A delay-voltage conversion circuit that outputs a voltage corresponding to the target delay amount and supplies the voltage to the delay circuit, wherein the delay circuit outputs the voltage output from the delay-voltage conversion circuit. The input pulse signal is delayed according to the following equation, and the slope and offset amount of the input / output characteristics of the frequency-voltage conversion circuit are adjusted by adjusting the pulse width of the input pulse signal as a function of the frequency of the clock. Is also good.

前記関数は、Pw=α/f+βによって表され、ここで、
Pwは前記入力パルス信号のパルス幅、fは前記クロック
の周波数、α、βは定数であり、前記周波数−電圧変換
回路の入出力特性の傾きは、前記定数αの値を調整する
ことによって調整され、前記周波数−電圧変換回路の入
出力特性のオフセット量は、前記定数βの値を調整する
ことによって調整されてもよい。
The function is represented by Pw = α / f + β, where
Pw is the pulse width of the input pulse signal, f is the frequency of the clock, α and β are constants, and the slope of the input / output characteristic of the frequency-voltage conversion circuit is adjusted by adjusting the value of the constant α. The offset amount of the input / output characteristic of the frequency-voltage conversion circuit may be adjusted by adjusting the value of the constant β.

本発明の装置は、クロックに従って動作する目標回路
と、前記クロックを入力として受け取り、前記クロック
の周波数に応じた電圧を前記目標回路の動作電圧として
提供する周波数−電圧変換回路とを備えたシステムにお
いて、前記周波数−電圧変換回路の入出力関係を自動調
整する装置であって、前記動作電圧と前記クロックの周
波数との関係において、前記目標回路が正常に動作する
か否かを判定する自己診断手段と、前記自己診断手段に
よる判定結果に基づいて、前記周波数−電圧変換回路の
入出力関係を調整する調整手段とを備えており、これに
より上記目的が達成される。
An apparatus of the present invention is a system including a target circuit that operates according to a clock, and a frequency-voltage conversion circuit that receives the clock as an input and provides a voltage corresponding to the frequency of the clock as an operation voltage of the target circuit. A device for automatically adjusting an input / output relationship of the frequency-voltage conversion circuit, wherein a self-diagnosis means for determining whether or not the target circuit operates normally in a relationship between the operating voltage and the clock frequency. And adjusting means for adjusting the input / output relationship of the frequency-voltage conversion circuit based on the determination result by the self-diagnosis means, whereby the above object is achieved.

前記自己診断手段は、前記目標回路の最長遅延パスを
実現する入力ベクタに対して前記目標回路を動作させる
動作手段と、前記入力ベクタに対する前記目標回路の出
力と、前記入力ベクタに対する所定の期待値とを照合す
る照合手段とを備えていてもよい。
The self-diagnosis unit includes an operation unit that operates the target circuit with respect to an input vector that implements a longest delay path of the target circuit, an output of the target circuit with respect to the input vector, and a predetermined expected value with respect to the input vector. And matching means for matching

前記調整手段は、前記周波数−電圧変換回路の入出力
特性の傾きを調整する手段と、前記周波数−電圧変換回
路の入出力特性のオフセット量を調整する手段とを備え
ていてもよい。
The adjusting means may include means for adjusting a slope of input / output characteristics of the frequency-voltage conversion circuit, and means for adjusting an offset amount of input / output characteristics of the frequency-voltage conversion circuit.

前記システムと前記装置とは、単一の半導体チップ上
に形成されてもよい。
The system and the device may be formed on a single semiconductor chip.

図面の簡単な説明 図1は、本発明の実施の形態1のシステム1の構成を
示す図である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a system 1 according to a first embodiment of the present invention.

図2は、目標回路10の遅延時間−電源電圧特性と遅延
回路40の遅延時間−電源電圧特性との関係を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the delay time-power supply voltage characteristic of the target circuit 10 and the delay time-power supply voltage characteristic of the delay circuit 40.

図3は、遅延回路40の構成を示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the delay circuit 40.

図4は、遅延回路40の遅延時間−電源電圧特性を調整
する方法を説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a method of adjusting the delay time-power supply voltage characteristic of the delay circuit 40.

図5は、最小電圧検出回路30の構成を示す図である。 FIG. 5 is a diagram showing a configuration of the minimum voltage detection circuit 30.

図6は、電圧選択回路33の構成を示す図である。 FIG. 6 is a diagram showing a configuration of the voltage selection circuit 33.

図7は、遅延量判定回路32の構成を示す図である。 FIG. 7 is a diagram showing a configuration of the delay amount determination circuit 32.

図8A〜図8Cは、入力パルス信号P1と出力パルス信号P2
との間の位相関係を示す図である。
8A to 8C show the input pulse signal P1 and the output pulse signal P2.
FIG. 4 is a diagram showing a phase relationship between

図9は、過渡状態からロック状態に至るまでの最小電
圧IVddの遷移を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a transition of the minimum voltage IVdd from the transition state to the lock state.

図10A〜図10Cは、抵抗332の分割方法を示す図であ
る。
10A to 10C are diagrams illustrating a method of dividing the resistor 332.

図11Aは、適切なロック状態における入力パルス信号P
1の立ち上がりエッジと出力パルス信号P2の立ち上がり
エッジとの対応関係を示す図である。
FIG. 11A shows the input pulse signal P in the appropriate locked state.
FIG. 4 is a diagram showing a correspondence between a rising edge of No. 1 and a rising edge of an output pulse signal P2.

図11Bは、不適切なロック状態における入力パルス信
号P1の立ち上がりエッジと出力パルス信号P2の立ち上が
りエッジとの対応関係の一例を示す図である。
FIG. 11B is a diagram illustrating an example of a correspondence relationship between a rising edge of the input pulse signal P1 and a rising edge of the output pulse signal P2 in an inappropriate lock state.

図12Aは、過渡応答時における入力パルス信号P1の生
成間隔I1の一例を示す図である。
Figure 12A is a diagram showing an example of a generation interval I 1 of the input pulse signal P1 during transient response.

図12Bは、ロック状態における入力パルス信号P1の生
成間隔I2の一例を示す図である。
Figure 12B is a diagram illustrating an example of a generation interval I 2 of the input pulse signal P1 in the locked state.

図13は、改良された電圧選択回路33aの構成を示す図
である。
FIG. 13 is a diagram showing a configuration of an improved voltage selection circuit 33a.

図14は、過渡状態からロック状態に至る期間におい
て、改良された電圧選択回路33aから出力される電圧の
遷移を示す図である。
FIG. 14 is a diagram illustrating transition of the voltage output from the improved voltage selection circuit 33a during the period from the transition state to the lock state.

図15Aは、改良された状態保持回路334aの構成を示す
図である。
FIG. 15A is a diagram showing a configuration of an improved state holding circuit 334a.

図15Bは、パルス信号P3、P4の波形を示す図である。 FIG. 15B is a diagram showing the waveforms of the pulse signals P3 and P4.

図16は、過渡状態からロック状態に至る期間におい
て、改良された電圧選択回路33aから出力される電圧の
遷移を示す図である。
FIG. 16 is a diagram illustrating transition of the voltage output from the improved voltage selection circuit 33a during the period from the transition state to the lock state.

図17は、本発明の実施の形態1のシステム1の構成を
示す図である。
FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration of the system 1 according to the first embodiment of the present invention.

図18は、遅延量−電圧変換回路30aの構成を示す図で
ある。
FIG. 18 is a diagram showing a configuration of the delay amount-voltage conversion circuit 30a.

図19は、パワーマネジメント回路20をパワーマネジメ
ント回路のコアとして使用する場合のシステム1の構成
を示す図である。
FIG. 19 is a diagram showing a configuration of the system 1 when the power management circuit 20 is used as a core of the power management circuit.

図20A〜図20Eは、目標回路10が電源電圧に依存した複
数のクリティカルパスを有する場合において、周波数−
電圧変換回路21の入出力特性を調整する原理を説明する
図である。
FIGS.20A to 20E show the case where the target circuit 10 has a plurality of critical paths depending on the power supply voltage.
FIG. 3 is a diagram for explaining the principle of adjusting input / output characteristics of the voltage conversion circuit 21.

図21は、周波数−電圧変換回路21の変形例の構成を示
す図である。
FIG. 21 is a diagram illustrating a configuration of a modification of the frequency-voltage conversion circuit 21.

図22Aおよび図22Bは、入力パルス信号P1、出力パルス
信号PA、出力パルス信号PB、出力パルス信号P2の波形を
示す図である。
FIGS. 22A and 22B are diagrams showing waveforms of the input pulse signal P1, the output pulse signal PA, the output pulse signal PB, and the output pulse signal P2.

図23は、本発明の実施の形態2のシステム2の構成を
示す図である。
FIG. 23 is a diagram illustrating a configuration of the system 2 according to the second embodiment of the present invention.

図24Aおよび図24Bは、入力パルス信号P1のパルス幅を
調整することにより周波数−電圧変換回路21aの入出力
特性を調整する原理を説明する図である。
FIGS. 24A and 24B are diagrams illustrating the principle of adjusting the input / output characteristics of the frequency-voltage conversion circuit 21a by adjusting the pulse width of the input pulse signal P1.

図25は、周波数−電圧変換回路21aの入出力特性を調
整する方法を説明する図である。
FIG. 25 is a diagram for explaining a method of adjusting the input / output characteristics of the frequency-voltage conversion circuit 21a.

図26は、パワーマネジメント回路20aをパワーマネジ
メント回路のコアとして使用する場合のシステム2の構
成を示す図である。
FIG. 26 is a diagram illustrating a configuration of the system 2 when the power management circuit 20a is used as a core of the power management circuit.

図27は、周波数−電圧変換回路21aの入出力特性を自
動調整する装置3の構成を示す図である。
FIG. 27 is a diagram showing a configuration of the device 3 for automatically adjusting the input / output characteristics of the frequency-voltage conversion circuit 21a.

発明を実施するための最良の形態 以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明
する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(実施の形態1) 図1は、本発明の実施の形態1のシステム1の構成を
示す。システム1は、目標回路10と、クロックCLKの周
波数に応じて目標回路10に最小の動作電圧VOPを供給す
るパワーマネジメント回路20とを含んでいる。システム
1は、単一の半導体チップ上に形成され得る。
First Embodiment FIG. 1 shows a configuration of a system 1 according to a first embodiment of the present invention. The system 1 includes a target circuit 10 and a power management circuit 20 that supplies a minimum operating voltage VOP to the target circuit 10 according to the frequency of the clock CLK. The system 1 can be formed on a single semiconductor chip.

目標回路10は、例えば、デジタル信号プロセッサ(DS
P)や中央処理装置(CPU)であり得る。目標回路10は、
クロックCLKに従って動作する。
The target circuit 10 includes, for example, a digital signal processor (DS)
P) or a central processing unit (CPU). The target circuit 10 is
It operates according to the clock CLK.

パワーマネジメント回路20は、最小電圧検出回路30
と、遅延回路40と、電源供給回路50とを含んでいる。
The power management circuit 20 includes a minimum voltage detection circuit 30
, A delay circuit 40, and a power supply circuit 50.

最小電圧検出回路30は、遅延回路40に入力される入力
パルス信号P1と遅延回路40から出力される出力パルス信
号P2との間の位相差に基づいて最小電圧IVddを制御す
る。最小電圧IVddは、遅延回路40と電源供給回路50とに
供給される。
The minimum voltage detection circuit 30 controls the minimum voltage IVdd based on the phase difference between the input pulse signal P1 input to the delay circuit 40 and the output pulse signal P2 output from the delay circuit 40. The minimum voltage IVdd is supplied to the delay circuit 40 and the power supply circuit 50.

入力パルス信号P1は、最小電圧検出回路30によって生
成され、遅延回路40に入力される。入力パルス信号P1
は、目標遅延量を表すパルス幅を有している。目標遅延
量は、クロックCLKの周波数に基づいて決定される。目
標遅延量は、例えば、クロックCLKの1周期の長さであ
る。
The input pulse signal P1 is generated by the minimum voltage detection circuit 30, and is input to the delay circuit. Input pulse signal P1
Has a pulse width representing the target delay amount. The target delay amount is determined based on the frequency of the clock CLK. The target delay amount is, for example, the length of one cycle of the clock CLK.

遅延回路40は、入力パルス信号P1を遅延させる。遅延
回路40によって入力パルス信号P1が遅延する時間は、最
小電圧IVddに応じて変化する。遅延回路40によって遅延
された入力パルス信号P1は、出力パルス信号P2として最
小電圧検出回路30に出力される。
The delay circuit 40 delays the input pulse signal P1. The time during which the input pulse signal P1 is delayed by the delay circuit 40 changes according to the minimum voltage IVdd . The input pulse signal P1 delayed by the delay circuit 40 is output to the minimum voltage detection circuit 30 as an output pulse signal P2.

電源供給回路50は、最小電圧IVddに基づいて動作電圧
VOPを生成する。例えば、電源供給回路50は、最小電圧I
Vddを目標電圧として、電源電圧Vddを動作電圧VOPに変
換する電圧変換器であり得る。そのような電圧変換器
は、直流の電源電圧Vdd(例えば、3V)を高効率(例え
ば、95%)で直流の動作電圧VOPに変換するDC/DCコンバ
ータであることが好ましい。パワーマネジメント回路20
全体の消費電力を低減するためである。あるいは、電源
供給回路50は、オペアンプであってもよい。
The power supply circuit 50 operates based on the minimum voltage IVdd.
Generate V OP . For example, the power supply circuit 50 has the minimum voltage I
The V dd as the target voltage may be a voltage converter for converting a power supply voltage V dd to the operating voltage V OP. Such a voltage converter is preferably a DC / DC converter that converts a DC power supply voltage V dd (eg, 3 V) into a DC operating voltage V OP with high efficiency (eg, 95%). Power management circuit 20
This is to reduce the overall power consumption. Alternatively, the power supply circuit 50 may be an operational amplifier.

しかし、電源供給回路50がパワーマネジメント回路20
に含まれることは必須ではない。最小電圧IVddに基づい
て動作電圧VOPを生成する代わりに、最小電圧検出回路3
0によって制御される最小電圧IVddを動作電圧VOPとして
目標回路10に供給するようにしてもよい。
However, the power supply circuit 50 is
Is not required to be included. Instead of generating the operating voltage V OP based on the minimum voltage IV dd , the minimum voltage detection circuit 3
0 may be supplied to the target circuit 10 a minimum voltage IV dd controlled as the operating voltage V OP by.

図2は、目標回路10の遅延時間−電源電圧特性と遅延
回路40の遅延時間−電源電圧特性との関係を示す。目標
回路10は、動作電圧VOPを電源電圧として動作する。目
標回路10は、電源電圧が高いほど小さい遅延時間で動作
し、電源電圧が低いほど大きい遅延時間で動作する。遅
延回路40は、最小電圧IVddを電源電圧として動作する。
FIG. 2 shows the relationship between the delay time-power supply voltage characteristic of the target circuit 10 and the delay time-power supply voltage characteristic of the delay circuit 40. The target circuit 10 operates using the operating voltage V OP as a power supply voltage. The target circuit 10 operates with a shorter delay time as the power supply voltage is higher, and operates with a longer delay time as the power supply voltage is lower. The delay circuit 40 operates using the minimum voltage IVdd as a power supply voltage.

遅延回路40の遅延時間−電源電圧特性は、マージンΔ
Vを伴って目標回路10の遅延時間−電源電圧特性に適合
するように予め調整される。図2に示すように、目標回
路10が目標遅延時間Tdで動作する場合の電源電圧をVmin
とすると、目標遅延時間Tdに対応する最小電圧IVddは、
IVdd=Vmin+ΔVによって表される。ここで、ΔV≧0
である。
The delay time-power supply voltage characteristic of the delay circuit 40 has a margin Δ
With V, it is adjusted in advance so as to conform to the delay time-power supply voltage characteristic of the target circuit 10. As shown in FIG. 2, the power supply voltage when the target circuit 10 operates with the target delay time Td is V min
Then, the minimum voltage IV dd corresponding to the target delay time T d is
It is represented by IV dd = V min + ΔV. Here, ΔV ≧ 0
It is.

このようなマージンΔVは、最小電圧IVdd(または、
電源供給回路50によって供給される動作電圧VOP)の電
圧降下の影響や異なる半導体チップ間の性能のばらつき
を吸収するために設けたものである。ΔV=0(すなわ
ち、IVdd=Vmin)の場合には、最小電圧検出回路30と目
標回路10との間に、最小電圧検出回路30から出力される
最小電圧IVddにマージンΔVを加算する回路を設けるこ
とが好ましい。
Such a margin ΔV is equal to the minimum voltage IV dd (or
It is provided to absorb the influence of the voltage drop of the operating voltage V OP ) supplied by the power supply circuit 50 and the variation in performance between different semiconductor chips. When ΔV = 0 (that is, IV dd = V min ), a margin ΔV is added between the minimum voltage detection circuit 30 and the target circuit 10 to the minimum voltage IV dd output from the minimum voltage detection circuit 30. Preferably, a circuit is provided.

目標回路10の遅延時間−電源電圧特性と遅延回路40の
遅延時間−電源電圧特性との関係は、プロセス変動や温
度変動に対して、マージンΔVがほぼ一定の値に維持さ
れるように変動する。これは、目標回路10と遅延回路40
とが同一のLSIチップ上に集積されているからである。
従って、遅延回路40の遅延時間−電源電圧特性をモニタ
することにより、すべての環境下で目標回路10の処理性
能を満たす最小電圧IVddを求めることが可能となる。
The relationship between the delay time-power supply voltage characteristic of the target circuit 10 and the delay time-power supply voltage characteristic of the delay circuit 40 fluctuates so that the margin ΔV is maintained at a substantially constant value with respect to process fluctuations and temperature fluctuations. . This is because the target circuit 10 and the delay circuit 40
Are integrated on the same LSI chip.
Therefore, by monitoring the delay time-power supply voltage characteristics of the delay circuit 40, it is possible to obtain the minimum voltage IVdd that satisfies the processing performance of the target circuit 10 under all circumstances.

図3は、遅延回路40の構成を示す。遅延回路40は、固
定電圧IVfixが印加される遅延ブロック41と、可変電圧I
Vddが印加される遅延ブロック42とを含んでいる。入力
パルス信号P1は、遅延ブロック41と遅延ブロック42とを
通過した後、出力パルス信号P2として出力される。
FIG. 3 shows the configuration of the delay circuit 40. The delay circuit 40 includes a delay block 41 to which a fixed voltage IV fix is applied, and a variable voltage I
And a delay block 42 to which Vdd is applied. After passing through the delay block 41 and the delay block 42, the input pulse signal P1 is output as an output pulse signal P2.

遅延ブロック41は、m個の遅延ユニット41−1〜41−
mとセレクタ41−sを含んでいる。ここで、mは任意の
整数である。遅延ユニット41−1〜41−mのそれぞれ
は、例えば、インバータであり得る。セレクタ41−s
は、遅延ユニット41−1〜41−mのうち入力パルス信号
P1が通過する遅延ユニットの段数N1を調整するために使
用される。セレクタ41−sは、遅延量制御信号SCTL1
よって制御される。遅延制御信号SCTL1は、外部端子61
(図1参照)を介して遅延回路40に入力される。
The delay block 41 includes m delay units 41-1 to 41-
m and the selector 41-s. Here, m is an arbitrary integer. Each of the delay units 41-1 to 41-m may be, for example, an inverter. Selector 41-s
Is the input pulse signal of the delay units 41-1 to 41-m
It is used to adjust the number N1 of stages of delay units through which P1 passes. The selector 41-s is controlled by the delay amount control signal SCTL1 . The delay control signal SCTL1 is connected to the external terminal 61
(See FIG. 1).

遅延ブロック42は、n個の遅延ユニット42−1〜42−
nとセレクタ42−sを含んでいる。ここで、nは任意の
整数である。遅延ユニット42−1〜42−nのそれぞれ
は、例えば、インバータであり得る。セレクタ42−s
は、遅延ユニット42−1〜42−nのうち入力パルス信号
P1が通過する遅延ユニットの段数N2を調整するために使
用される。セレクタ42−sは、遅延制御信号SCTL2によ
って制御される。遅延制御信号SCTL2は、外部端子62
(図1参照)を介して遅延回路40に入力される。ここ
で、外部端子61と62とは、共通の端子であってもよい。
The delay block 42 includes n delay units 42-1 to 42-
n and a selector 42-s. Here, n is an arbitrary integer. Each of the delay units 42-1 to 42-n may be, for example, an inverter. Selector 42-s
Is the input pulse signal of the delay units 42-1 to 42-n.
It is used to adjust the number N2 of delay units through which P1 passes. The selector 42-s is controlled by the delay control signal SCTL2 . The delay control signal SCTL2 is connected to the external terminal 62
(See FIG. 1). Here, the external terminals 61 and 62 may be common terminals.

また、目標回路10が動作中に、目標回路10が遅延制御
信号SCTL1および/または遅延制御信号SCTL2を生成し、
それらを遅延回路40に入力することにより、遅延ブロッ
ク41における遅延ユニットの段数N1および/または遅延
ブロック42における遅延ユニットの段数N2を変更するよ
うにしてもよい。
Further, while the target circuit 10 is operating, the target circuit 10 generates the delay control signal S CTL1 and / or the delay control signal S CTL2 ,
By inputting them to the delay circuit 40, the number N1 of stages of delay units in the delay block 41 and / or the number N2 of stages of delay units in the delay block 42 may be changed.

図4は、遅延回路40の遅延時間−電源電圧特性を調整
する方法を説明するための図である。図4において、実
線は目標回路10の遅延時間−電源電圧特性を示す。目標
回路10の遅延時間−電源電圧特性は、例えば、目標回路
10の最大遅延(クリティカルパス)に対応するテストベ
クタを含む複数のテストベクタを目標回路10に入力し、
その複数のテストベクタのそれぞれについて、目標回路
10の実際の動作結果(良または不良)と所定の期待値と
を照合することによって得られる。
FIG. 4 is a diagram for explaining a method of adjusting the delay time-power supply voltage characteristic of the delay circuit 40. In FIG. 4, a solid line indicates a delay time-power supply voltage characteristic of the target circuit 10. The delay time-power supply voltage characteristic of the target circuit 10 is, for example,
A plurality of test vectors including a test vector corresponding to a maximum delay (critical path) of 10 are input to the target circuit 10,
For each of the test vectors, the target circuit
It is obtained by comparing 10 actual operation results (good or bad) with predetermined expected values.

遅延ブロック41において入力パルス信号P1が通過する
遅延ユニットの段数N1を遅延制御信号SCTL1に従って調
整することによって、遅延回路40の遅延時間−電源電圧
特性を示す曲線のY軸方向のオフセットを調整すること
ができる。
By adjusting the number N1 of stages of the delay unit through which the input pulse signal P1 passes in the delay block 41 according to the delay control signal SCTL1 , the offset in the Y-axis direction of the curve showing the delay time-power supply voltage characteristic of the delay circuit 40 is adjusted. be able to.

遅延ブロック42において入力パルス信号P1が通過する
遅延ユニットの段数N2を遅延制御信号SCTL2に従って調
整することによって、遅延回路40の遅延時間−電源電圧
特性を示す曲線の傾きを調整することができる。
By adjusting the number of stages N2 of the delay unit through which the input pulse signal P1 passes in the delay block 42 according to the delay control signal SCTL2 , the slope of the curve showing the delay time-power supply voltage characteristic of the delay circuit 40 can be adjusted.

例えば、図4において、黒三角(▲)のプロットは、
N1=0かつN2=50の場合の遅延回路40の遅延時間−電源
電圧特性を示す。黒丸(●)のプロットは、N1=0かつ
N2=150の場合の遅延回路40の遅延時間−電源電圧特性
を示す。黒三角(▲)のプロットと黒丸(●)のプロッ
トとを比較すると、黒丸(●)のプロットの方が遅延回
路40の遅延時間−電源電圧特性を示す曲線の傾きが大き
いことが分かる。また、白丸(○)のプロットは、N1=
150かつN2=150の場合の遅延回路40の遅延時間−電源電
圧特性を示す。黒丸(●)のプロットと白丸(○)のプ
ロットとを比較すると、白丸(○)のプロットの方が遅
延回路40の遅延時間−電源電圧特性を示す曲線のオフセ
ットが大きいことが分かる。
For example, in FIG. 4, the plot of the black triangle (▲)
6 shows the delay time-power supply voltage characteristics of the delay circuit 40 when N1 = 0 and N2 = 50. The black circle (●) plot shows N1 = 0 and
6 shows a delay time-power supply voltage characteristic of the delay circuit 40 when N2 = 150. Comparing the plot of the black triangle (▲) with the plot of the black circle (●), it can be seen that the plot of the black circle (●) has a larger slope of the curve indicating the delay time-power supply voltage characteristic of the delay circuit 40. In addition, the plot of white circles (○) indicates that N1 =
6 shows a delay time-power supply voltage characteristic of the delay circuit 40 when 150 and N2 = 150. Comparing the plot of black circles (●) and the plot of white circles (() shows that the plot of white circles (○) has a larger offset of the curve showing the delay time-power supply voltage characteristic of the delay circuit 40.

このように、遅延回路40の遅延時間−電源電圧特性を
示す曲線のオフセットと傾きとを予め調整することによ
り、遅延回路40の遅延時間−電源電圧特性をマージンΔ
Vを伴って目標回路10の遅延時間−電源電圧特性に適合
させることが可能となる。あるいは、上記曲線のオフセ
ットを調整することなく、上記曲線の傾きを調整するこ
とによっても、遅延回路40の遅延時間−電源電圧特性を
マージンΔVを伴って目標回路10の遅延時間−電源電圧
特性に適合させることが可能な場合がある。この場合に
は、遅延回路40において遅延ブロック41を省略し、遅延
ブロック41を経由することなく入力パルス信号P1を遅延
ブロック42に入力するようにすればよい。
As described above, by adjusting the offset and the slope of the curve indicating the delay time-power supply voltage characteristic of the delay circuit 40 in advance, the delay time-power supply voltage characteristic of the delay circuit 40 can be adjusted to the margin Δ
With V, it is possible to adapt to the delay time-power supply voltage characteristic of the target circuit 10. Alternatively, by adjusting the slope of the curve without adjusting the offset of the curve, the delay time-power supply voltage characteristic of the delay circuit 40 can be changed to the delay time-power supply voltage characteristic of the target circuit 10 with a margin ΔV. It may be possible to adapt. In this case, the delay block 41 may be omitted from the delay circuit 40, and the input pulse signal P1 may be input to the delay block 42 without passing through the delay block 41.

図5は、最小電圧検出回路30の構成を示す。最小電圧
検出回路30は、入力パルス信号生成回路31と、遅延量判
定回路32と、電圧選択回路33とを含んでいる。
FIG. 5 shows the configuration of the minimum voltage detection circuit 30. The minimum voltage detection circuit 30 includes an input pulse signal generation circuit 31, a delay amount determination circuit 32, and a voltage selection circuit 33.

入力パルス信号生成回路31は、クロックCLKの周波数
に基づいて入力パルス信号P1を間欠的に生成する。入力
パルス信号P1は、目標遅延量を表すパルス幅を有してい
る。目標遅延量は、クロックCLKの周波数に基づいて決
定される。目標遅延量は、例えば、クロックCLKの1周
期の長さである。
The input pulse signal generation circuit 31 intermittently generates the input pulse signal P1 based on the frequency of the clock CLK. The input pulse signal P1 has a pulse width representing a target delay amount. The target delay amount is determined based on the frequency of the clock CLK. The target delay amount is, for example, the length of one cycle of the clock CLK.

遅延量判定回路32は、入力パルス信号P1に対する出力
パルス信号P2の遅延量が目標遅延量より大きいか否かを
判定し、その判定結果を示す判定信号K1を電圧選択回路
33に出力する。入力パルス信号P1に対する出力パルス信
号P2の遅延量が目標遅延量より大きい場合には、判定信
号K1はハイレベルとなり、そうでない場合には、判定信
号K1はローレベルとなる。従って、判定信号K1は、1ビ
ットで表現され得る。
The delay amount determination circuit 32 determines whether the delay amount of the output pulse signal P2 with respect to the input pulse signal P1 is larger than the target delay amount, and outputs a determination signal K1 indicating the determination result to a voltage selection circuit.
Output to 33. When the delay amount of the output pulse signal P2 with respect to the input pulse signal P1 is larger than the target delay amount, the determination signal K1 is at a high level; otherwise, the determination signal K1 is at a low level. Therefore, the determination signal K1 can be represented by one bit.

電圧選択回路33は、判定信号K1に応じて、予め用意さ
れた複数の異なる電圧のうちの1つを選択し、その選択
された電圧を最小電圧IVddとして出力する。判定信号K1
は、その複数の電圧のうちより高い電圧を出力すべきか
より低い電圧を出力すべきかを指示するために使用され
る。具体的には、判定信号K1がハイレベルであることは
その複数の電圧のうちより高い電圧を出力すべきである
ことを示し、判定信号K1がローレベルであることはその
複数の電圧のうちより低い電圧を出力すべきであること
を示す。なお、出力パルス信号P2は、最小電圧IVddが更
新されるタイミングを制御するために使用される。
The voltage selection circuit 33 selects one of a plurality of different voltages prepared in advance according to the determination signal K1, and outputs the selected voltage as the minimum voltage IVdd . Judgment signal K1
Is used to indicate whether to output a higher voltage or a lower voltage among the plurality of voltages. Specifically, that the determination signal K1 is at a high level indicates that a higher voltage among the plurality of voltages is to be output, and that the determination signal K1 is at a low level indicates that the plurality of voltages are Indicates that a lower voltage should be output. Note that the output pulse signal P2 is used to control the timing at which the minimum voltage IVdd is updated.

図6は、電圧選択回路33の構成を示す。電圧選択回路
33は、双方向シフト制御回路331と、抵抗332と、スイッ
チ回路333とを含んでいる。
FIG. 6 shows the configuration of the voltage selection circuit 33. Voltage selection circuit
33 includes a bidirectional shift control circuit 331, a resistor 332, and a switch circuit 333.

双方向シフト制御回路331は、Dフリップフロップ331
f−1〜331f−5と、2入力1出力のマルチプレクサ331
m−1〜331m−5と、OR回路331o−1および331o−2と
を含んでいる。
The bidirectional shift control circuit 331 includes a D flip-flop 331
f-1 to 331f-5 and a multiplexer 331 with two inputs and one output
m-1 to 331m-5, and OR circuits 331o-1 and 331o-2.

Dフリップフロップ331f−1〜331f−5のそれぞれに
は、出力パルス信号P2の立ち上がりエッジに同期して、
前段のDフリップフロップまたは後段のDフリップフロ
ップからデータが入力される。Dフリップフロップ331f
−1〜331f−5のうちいずれか1つには「1」の値を有
するデータが保持され、残りのDフリップフロップには
「0」の値を有するデータが保持される。
Each of the D flip-flops 331f-1 to 331f-5 is synchronized with the rising edge of the output pulse signal P2,
Data is input from the preceding D flip-flop or the subsequent D flip-flop. D flip-flop 331f
Data having a value of "1" is held in any one of -1 to 331f-5, and data having a value of "0" is held in the remaining D flip-flops.

マルチプレクサ331m−1〜331m−5のそれぞれは、判
定信号K1のレベルに応じて、対応するDフリップフロッ
プに格納すべきデータを選択する。
Each of the multiplexers 331m-1 to 331m-5 selects data to be stored in the corresponding D flip-flop according to the level of the determination signal K1.

OR回路331o−1は、Dフリップフロップ331f−1に
「1」の値を有するデータが格納されており、かつ、判
定信号K1がローレベルである場合において、「1」の値
を有するデータが消去されることを防止するために設け
られている。
The OR circuit 331o-1 stores the data having the value of "1" in the D flip-flop 331f-1 and the data having the value of "1" when the determination signal K1 is at the low level. It is provided to prevent erasure.

同様に、OR回路331o−2は、Dフリップフロップ331f
−5に「1」の値を有するデータが格納されており、か
つ、判定信号K1がハイレベルである場合において、
「1」の値を有するデータが消去されることを防止する
ために設けられている。
Similarly, the OR circuit 331o-2 includes a D flip-flop 331f.
When data having a value of “1” is stored in −5 and the determination signal K1 is at a high level,
It is provided to prevent data having a value of “1” from being erased.

また、OR回路331o−1およびOR回路331o−2は、パワ
ーマネジメント回路20の電源立ち上げ時の過渡状態にお
ける誤動作を防ぐという機能も有している。
The OR circuits 331o-1 and 331o-2 also have a function of preventing a malfunction in a transient state when the power of the power management circuit 20 is turned on.

上述した構成を有する双方向シフト制御回路331は、
判定信号K1に応じて、制御信号S1〜S5のうちのいずれか
1つをハイレベルにし、残りの制御信号をローレベルに
保つように機能する。例えば、制御信号S5がハイレベル
であり、かつ、制御信号S1〜S4はローレベルである場合
の双方向シフト制御回路331の状態を状態1とする。状
態1は、以下のように表すことができる。
The bidirectional shift control circuit 331 having the above-described configuration includes:
According to the determination signal K1, one of the control signals S1 to S5 is set to a high level, and the remaining control signals are set to a low level. For example, the state of the bidirectional shift control circuit 331 when the control signal S5 is at a high level and the control signals S1 to S4 are at a low level is set to state 1. State 1 can be represented as follows.

状態1:(S1,S2,S3,S4,S5)=(0,0,0,0,1) 状態1において、ローレベルである判定信号K1が双方
向シフト制御回路331に入力されると、状態1は状態2
に遷移する。
State 1: (S1, S2, S3, S4, S5) = (0, 0, 0, 0, 1) In state 1, when the low-level determination signal K1 is input to the bidirectional shift control circuit 331, State 1 is state 2
Transitions to.

状態2:(S1,S2,S3,S4,S5)=(0,0,0,1,0) 状態2において、ローレベルである判定信号K1が双方
向シフト制御回路331に入力されると、状態2は状態3
に遷移する。
State 2: (S1, S2, S3, S4, S5) = (0, 0, 0, 1, 0) In state 2, when the low-level determination signal K1 is input to the bidirectional shift control circuit 331, State 2 is state 3
Transitions to.

状態3:(S1,S2,S3,S4,S5)=(0,0,1,0,0) 状態3において、ハイレベルである判定信号K1が双方
向シフト制御回路331に入力されると、状態3は状態4
に遷移する。
State 3: (S1, S2, S3, S4, S5) = (0, 0, 1, 0, 0) In state 3, when the high-level determination signal K1 is input to the bidirectional shift control circuit 331, State 3 is state 4
Transitions to.

状態4:(S1,S2,S3,S4,S5)=(0,0,0,1,0) このように、判定信号K1のレベルに応じて、制御信号
S1〜S5のうちハイレベルとなる制御信号が1つずつシフ
トする。判定信号K1のレベルは、そのシフトする方向を
指示する。また、双方向シフト制御回路331の状態が遷
移するタイミングは、出力パルス信号P2の立ち上がりエ
ッジに同期する。
State 4: (S1, S2, S3, S4, S5) = (0, 0, 0, 1, 0) Thus, according to the level of the determination signal K1, the control signal
The high-level control signals among S1 to S5 are shifted one by one. The level of the determination signal K1 indicates the direction of the shift. The timing at which the state of the bidirectional shift control circuit 331 changes is synchronized with the rising edge of the output pulse signal P2.

このように、双方向シフト制御回路331は、判定信号K
1と出力パルス信号P2のみに応答して動作する。従っ
て、双方向シフト制御回路331を制御することはきわめ
て容易である。
As described above, the bidirectional shift control circuit 331 outputs the determination signal K
It operates in response to only 1 and the output pulse signal P2. Therefore, it is very easy to control the bidirectional shift control circuit 331.

抵抗332の一端は電源電圧Vcに接続され、抵抗332の他
端はグランド電圧に接続される。抵抗分割法に従って、
抵抗332の点R1〜R5における電圧が電圧V1〜V5としてス
イッチ回路333にそれぞれ供給される。ここで、V1<V2
<V3<V4<V5である。
One end of the resistor 332 is connected to the power supply voltage V c, the other end of the resistor 332 is connected to the ground voltage. According to the resistance division method,
The voltages at points R1 to R5 of the resistor 332 are supplied to the switch circuit 333 as voltages V1 to V5, respectively. Where V1 <V2
<V3 <V4 <V5.

スイッチ回路333は、複数のスイッチ素子333−1〜33
3−5を含んでいる。スイッチ素子333−1〜333−5の
それぞれの一端には、対応する電圧が供給されている。
制御信号S1〜S5は、スイッチ素子333−1〜333−5のオ
ンオフをそれぞれ制御するために使用される。ハイレベ
ルである制御信号に対応するスイッチ素子のみがオンと
なり、そのスイッチ素子に対応する電圧が選択的に出力
される。
The switch circuit 333 includes a plurality of switch elements 333-1 to 33-33.
3-5. A corresponding voltage is supplied to one end of each of the switch elements 333-1 to 333-5.
The control signals S1 to S5 are used to control on / off of the switch elements 333-1 to 333-5, respectively. Only the switch element corresponding to the high-level control signal is turned on, and the voltage corresponding to the switch element is selectively output.

なお、電圧選択回路33は、電圧選択回路33から出力さ
れる電圧IVddの範囲を所定の範囲に制限する機能を有し
ていることが好ましい。目標回路10が低電圧領域では動
作しないというスペックを有していることもあるからで
ある。電圧IVddの範囲の制限は、例えば、双方向シフト
制御回路331に含まれるDフリップフロップおよびセレ
クタの段数を制限することによって達成される。
It is preferable that the voltage selection circuit 33 has a function of limiting the range of the voltage IVdd output from the voltage selection circuit 33 to a predetermined range. This is because the target circuit 10 may have a specification that it does not operate in the low voltage region. Restriction of the range of voltage IV dd is achieved, for example, by limiting the number of stages of D flip-flops and selectors included in bidirectional shift control circuit 331.

図7は、遅延量判定回路32の構成を示す。遅延量判定
回路32は、Dフリップフロップ321を含んでいる。Dフ
リップフロップ321は、データ入力端子Dとクロック入
力端子CKと出力端子Qとを有している。データ入力端子
Dには、出力パルス信号P2が入力される。クロック入力
端子CKには、入力パルス信号P1が入力される。出力端子
Qから判定信号K1が出力される。
FIG. 7 shows the configuration of the delay amount determination circuit 32. The delay amount determination circuit 32 includes a D flip-flop 321. The D flip-flop 321 has a data input terminal D, a clock input terminal CK, and an output terminal Q. The output pulse signal P2 is input to the data input terminal D. The input pulse signal P1 is input to the clock input terminal CK. The determination signal K1 is output from the output terminal Q.

入力パルス信号P1と出力パルス信号P2との間の位相関
係は2つの場合に分類される。1つは、入力パルス信号
P1の立ち上がりエッジにおいて出力パルス信号P2がロー
レベルである場合であり、もう1つは、入力パルス信号
P1の立ち上がりエッジにおいて出力パルス信号P2がハイ
レベルである場合である。
The phase relationship between the input pulse signal P1 and the output pulse signal P2 is classified into two cases. One is the input pulse signal
The case where the output pulse signal P2 is at a low level at the rising edge of P1, and the other is the case where the input pulse signal
This is a case where the output pulse signal P2 is at a high level at the rising edge of P1.

図8Aは、入力パルス信号P1の立ち上がりエッジにおい
て出力パルス信号P2がローレベルである場合を示す。こ
の場合は、入力パルス信号P1に対する出力パルス信号P2
の遅延量(実際の遅延量)が目標遅延量より小さい場合
に相当する。入力パルス信号P1のパルス幅が目標遅延量
に相当するからである。
FIG. 8A shows a case where the output pulse signal P2 is at a low level at the rising edge of the input pulse signal P1. In this case, the output pulse signal P2 with respect to the input pulse signal P1
Is smaller than the target delay amount. This is because the pulse width of the input pulse signal P1 corresponds to the target delay amount.

図8Aに示す場合には、遅延量判定回路32は、ローレベ
ルの判定信号K1を出力する。遅延量判定回路32のDフリ
ップフロップ321が入力パルス信号P1の立ち上がりエッ
ジで出力パルス信号P2のレベル(ローレベル)をデータ
として取り込むからである。上述したように、ローレベ
ルの判定信号K1に応答して、電圧選択回路33は、最小電
圧IVddをこれまでより低い電圧とするように制御する。
その結果、入力パルス信号P1に対する出力パルス信号P2
の遅延量が増大する。このようにして、入力パルス信号
P1に対する出力パルス信号P2の遅延量が目標遅延量に近
づくようにフィードバック制御される。
In the case shown in FIG. 8A, the delay amount determination circuit 32 outputs a low-level determination signal K1. This is because the D flip-flop 321 of the delay amount determination circuit 32 takes in the level (low level) of the output pulse signal P2 as data at the rising edge of the input pulse signal P1. As described above, in response to the low-level determination signal K1, the voltage selection circuit 33 controls the minimum voltage IVdd to be lower than before.
As a result, the output pulse signal P2 with respect to the input pulse signal P1
Is increased. Thus, the input pulse signal
Feedback control is performed so that the delay amount of the output pulse signal P2 with respect to P1 approaches the target delay amount.

図8Bは、入力パルス信号P1の立ち上がりエッジにおい
て出力パルス信号P2がハイレベルである場合を示す。こ
の場合は、入力パルス信号P1に対する出力パルス信号P2
の遅延量(実際の遅延量)が目標遅延量より大きい場合
に相当する。入力パルス信号P1のパルス幅が目標遅延量
に相当するからである。
FIG. 8B shows a case where the output pulse signal P2 is at the high level at the rising edge of the input pulse signal P1. In this case, the output pulse signal P2 with respect to the input pulse signal P1
(Actual delay amount) is larger than the target delay amount. This is because the pulse width of the input pulse signal P1 corresponds to the target delay amount.

図8Bに示す場合には、遅延量判定回路32は、ハイレベ
ルの判定信号K1を出力する。遅延量判定回路32のDフリ
ップフロップ321が入力パルス信号P1の立ち上がりエッ
ジで出力パルス信号P2のレベル(ハイレベル)をデータ
として取り込むからである。上述したように、ハイレベ
ルの判定信号K1に応答して、電圧選択回路33は、最小電
圧IVddをこれまでより高い電圧とするように制御する。
その結果、入力パルス信号P1に対する出力パルス信号P2
の遅延量が減少する。このようにして、入力パルス信号
P1に対する出力パルス信号P2の遅延量が目標遅延量に近
づくようにフィードバック制御される。
In the case shown in FIG. 8B, the delay amount determination circuit 32 outputs a high-level determination signal K1. This is because the D flip-flop 321 of the delay amount determination circuit 32 takes in the level (high level) of the output pulse signal P2 as data at the rising edge of the input pulse signal P1. As described above, in response to the high-level determination signal K1, the voltage selection circuit 33 controls the minimum voltage IVdd to be higher than before.
As a result, the output pulse signal P2 with respect to the input pulse signal P1
Is reduced. Thus, the input pulse signal
Feedback control is performed so that the delay amount of the output pulse signal P2 with respect to P1 approaches the target delay amount.

図8Cは、上述したフィードバック制御によって入力パ
ルス信号P1と出力パルス信号P2との間の位相関係がロッ
クした状態を示す。このように、電圧選択回路33は、入
力パルス信号P1の立ち上がりエッジと出力パルス信号P2
の立ち下がりエッジが一致するように、最小電圧IVdd
フィードバック制御する。
FIG. 8C shows a state in which the phase relationship between input pulse signal P1 and output pulse signal P2 is locked by the feedback control described above. As described above, the voltage selection circuit 33 detects the rising edge of the input pulse signal P1 and the output pulse signal P2
The feedback control of the minimum voltage IV dd is performed so that the falling edges of the two signals coincide.

このようなロック状態において、最小電圧IVddは2つ
の電圧間を振動することに留意されたい。ロック状態に
おいても、判定信号K1はハイレベルかローレベルかのい
ずれかしかとり得ないからである。なお、ロック状態に
おいて最小電圧IVddのレベルを一定とするための改良
は、後述される。
Note that in such a locked state, the minimum voltage IVdd oscillates between the two voltages. This is because even in the locked state, the determination signal K1 can take only one of a high level and a low level. The improvement for keeping the level of the minimum voltage IVdd constant in the locked state will be described later.

図9は、過渡状態からロック状態に至るまでの最小電
圧IVddの遷移を示す。この例では、最小電圧IVddは、電
圧選択回路33から出力され得る最も高い電圧V5に初期化
されている。最小電圧IVddは、電圧選択回路33から出力
され得る最も高い電圧に初期化しておくことが好まし
い。目標回路10の処理能力が劣化することにより、誤動
作を引き起こすことを防止するためである。
FIG. 9 shows the transition of the minimum voltage IV dd from the transient state to the locked state. In this example, the minimum voltage IVdd is initialized to the highest voltage V5 that can be output from the voltage selection circuit 33. It is preferable that the minimum voltage IVdd is initialized to the highest voltage that can be output from the voltage selection circuit 33. This is to prevent the malfunction of the target circuit 10 caused by the deterioration of the processing capability.

図9に示されるように、最小電圧IVddは、ロック状態
において2つの電圧(例えば、電圧V2およびV1)の間を
振動する。その2つの電圧の間の差が十分に小さい場合
には、ロック状態において最小電圧IVddが振動すること
は目標回路10を動作させる上で実質的に問題とならな
い。
As shown in FIG. 9, the minimum voltage IV dd oscillates between two voltages (eg, voltages V2 and V1) in the locked state. If the difference between the two voltages is small enough, oscillating the minimum voltage IV dd in the locked state is not substantially a problem in operating the target circuit 10.

また、ロック状態において収束する電圧が予めわかっ
ている場合には、図10AまたはBに示すように、抵抗332
の分割方法を工夫することによって最小電圧IVddの振動
を抑えることができる。
If the voltage that converges in the locked state is known in advance, as shown in FIG.
By devising the dividing method of the above, the oscillation of the minimum voltage IVdd can be suppressed.

図10Aは、ロック状態において最終的に収束する電圧
に近いところに電圧V2〜V4を集中させた例を示す。これ
により、ハード規模を増大させることなく、最小電圧IV
ddの振動を抑えることが可能となる。
FIG. 10A shows an example in which voltages V2 to V4 are concentrated near a voltage that finally converges in the locked state. As a result, the minimum voltage IV can be reduced without increasing the hardware scale.
It becomes possible to suppress the oscillation of dd .

図10Bは、抵抗332の分割間隔を小さくするとともに、
電源電圧Vc1およびVc2と抵抗332の一端との間にスイッ
チ332−1を設けることにより、抵抗332の一端に印加さ
れる電源電圧を切り替え可能とした例を示す。これによ
り、目標回路10の種類に応じて最小電圧IVddの振動を抑
えることが可能となる。
FIG.10B shows that the dividing interval of the resistor 332 is reduced,
By providing the switch 332-1 between the power supply voltage V c1 and V c2 and one end of a resistor 332, an example which enables to switch the power supply voltage applied to one end of the resistor 332. This makes it possible to suppress the oscillation of the minimum voltage IVdd according to the type of the target circuit 10.

また、ローパスフィルタを通過させることにより、最
小電圧IVddの振動を除去することもできる。
Further, by passing through a low-pass filter, the oscillation of the minimum voltage IVdd can be removed.

なお、上述した実施の形態1では、入力パルス信号P1
は、入力パルス信号生成回路31によって間欠的に生成さ
れるとした。このように入力パルス信号P1を間欠的に生
成することとした理由としては以下の理由(1)〜
(3)が挙げられる。
In the first embodiment, the input pulse signal P1
Is generated intermittently by the input pulse signal generation circuit 31. The reason why the input pulse signal P1 is generated intermittently as described above is as follows (1) to (4).
(3).

(1)無駄な消費電力を抑えるためである。(1) This is for suppressing unnecessary power consumption.

(2)上述した説明では、電圧選択回路33は、出力パル
ス信号P2の立ち上がりエッジに同期して最小電圧IVdd
更新する。従って、入力パルス信号P1が遅延回路40に次
に入力されるまでに遅延回路40の電源電圧(最小電圧IV
ddに等しい)を十分に安定させておく必要があるためで
ある。
(2) In the above description, the voltage selection circuit 33 updates the minimum voltage IVdd in synchronization with the rising edge of the output pulse signal P2. Therefore, before the input pulse signal P1 is next input to the delay circuit 40, the power supply voltage (the minimum voltage IV
(equivalent to dd ) must be sufficiently stabilized.

(3)不適切なロック状態に陥ることを回避するためで
ある。入力パルス信号P1を連続的に生成した場合には、
入力パルス信号P1の立ち上がりエッジが本来的には対応
しない出力パルス信号P2の立ち下がりエッジに一致する
ように最小電圧IVddがフィードバック制御されるおそれ
がある。
(3) This is to avoid an inappropriate lock state. When the input pulse signal P1 is generated continuously,
There is a possibility that the minimum voltage IVdd is feedback-controlled such that the rising edge of the input pulse signal P1 coincides with the falling edge of the output pulse signal P2 which does not originally correspond.

図11Aは、適切なロック状態における入力パルス信号P
1の立ち上がりエッジと出力パルス信号P2の立ち上がり
エッジとの対応関係を示す。図11Bは、不適切なロック
状態における入力パルス信号P1の立ち上がりエッジと出
力パルス信号P2の立ち上がりエッジとの対応関係の一例
を示す。
FIG. 11A shows the input pulse signal P in the appropriate locked state.
6 shows the correspondence between the rising edge of 1 and the rising edge of the output pulse signal P2. FIG. 11B shows an example of the correspondence between the rising edge of the input pulse signal P1 and the rising edge of the output pulse signal P2 in an inappropriate lock state.

以下、最小電圧検出回路30および遅延回路40において
消費される電力について考察する。
Hereinafter, the power consumed in the minimum voltage detection circuit 30 and the delay circuit 40 will be considered.

最小電圧検出回路30および遅延回路40において消費さ
れる電力は、間欠的に動作する遅延回路40および抵抗32
2によって消費される電力が主である。双方向シフト回
路321は、電力をほとんど消費しないという利点を有し
ている。双方向シフト回路321では、すべてのDフリッ
プフロップに保持されるデータのうち2つのデータしか
同時に変化しないからである。
The power consumed by the minimum voltage detection circuit 30 and the delay circuit 40 is determined by the delay circuit 40 and the resistor 32 that operate intermittently.
The power consumed by 2 is main. The bidirectional shift circuit 321 has an advantage that it consumes almost no power. This is because in the bidirectional shift circuit 321, only two of the data held in all the D flip-flops change at the same time.

さらに、最小電圧検出回路30および遅延回路40におい
て消費される電力を低減するためには、以下に示す手段
が効果的である。
Further, in order to reduce the power consumed in the minimum voltage detection circuit 30 and the delay circuit 40, the following means is effective.

一般に、携帯機器に使用されるLSIにはスリープモー
ドと呼ばれるモードが用意されていることが多い。この
ようなLSIを目標回路10とする場合には、図10Cに示すよ
うに、抵抗332の一端と電源電圧Vcとの間にスイッチ332
−2を設け、スリープモードの間はスイッチ332−2を
オフすることにより、抵抗332を流れる電流を遮断する
ようにすることが好ましい。また、スリープモードの間
は、パルス入力信号P1を発生させないようにしてもよ
い。
In general, a mode called a sleep mode is often prepared for an LSI used in a portable device. When the target circuit 10 such LSI, as shown in FIG. 10C, the switch 332 between the one end and the supply voltage V c of the resistor 332
Preferably, the switch 332-2 is turned off during the sleep mode to cut off the current flowing through the resistor 332. During the sleep mode, the pulse input signal P1 may not be generated.

最小電圧検出回路30は、いったんロック状態に入る
と、遅延回路40の温度変化に追従するだけでよい。従っ
て、過渡応答時には、入力パルス信号P1を比較的短い間
隔で生成することにより早くロック状態に導き、いった
んロック状態に入った後には、入力パルス信号P1を長い
間隔で生成することが好ましい。これにより、ロック状
態における消費電力を低減することができる。
Once in the locked state, the minimum voltage detection circuit 30 need only follow the temperature change of the delay circuit 40. Therefore, at the time of transient response, it is preferable that the input pulse signal P1 is generated at a relatively short interval, thereby leading the lock state quickly, and once the lock state is entered, the input pulse signal P1 is preferably generated at a long interval. Thus, power consumption in the locked state can be reduced.

図12Aは、過渡応答時における入力パルス信号P1の生
成間隔I1の一例を示す。図12Bは、ロック状態における
入力パルス信号P1の生成間隔I2の一例を示す。
12A shows an example of a generation interval I 1 of the input pulse signal P1 during transient response. 12B shows an example of a generation interval I 2 of the input pulse signal P1 in the locked state.

さらに、入力パルス信号P1の生成間隔の切り替えは、
システムによるLSIのリセット期間と連動させてもよ
い。リセット時には、入力パルス信号P1を比較的短い間
隔で生成することにより早く安定状態に導き、リセット
解除後のLSIの動作時には、入力パルス信号P1を長い間
隔で生成することが好ましいからである。これにより、
リセット解除後のLSIの動作時における消費電力を低減
することができる。
Further, switching of the generation interval of the input pulse signal P1
It may be linked with the reset period of the LSI by the system. This is because, at the time of reset, it is preferable to generate the input pulse signal P1 at relatively short intervals, thereby leading to a stable state quickly, and at the time of operating the LSI after reset release, it is preferable to generate the input pulse signal P1 at long intervals. This allows
Power consumption during operation of the LSI after reset release can be reduced.

また、抵抗332からの出力インピーダンスが大きい場
合には、最小電圧IVddをバッファを介して遅延回路40に
供給するようにしてもよい。これにより、抵抗332によ
って消費される電力を低減することができる。そのよう
なバッファを挿入することにより、抵抗332の値を大き
くすることができ、抵抗332を定常的に流れる電流を低
減することができるからである。
When the output impedance from the resistor 332 is large, the minimum voltage IVdd may be supplied to the delay circuit 40 via a buffer. Thus, the power consumed by the resistor 332 can be reduced. By inserting such a buffer, the value of the resistor 332 can be increased, and the current that constantly flows through the resistor 332 can be reduced.

以下、ロック状態において最小電圧IVddのレベルを一
定のレベルに維持する電圧選択回路33aについて説明す
る。
Hereinafter, the voltage selection circuit 33a that maintains the level of the minimum voltage IVdd at a constant level in the locked state will be described.

図13は、改良された電圧選択回路33aの構成を示す。
電圧選択回路33aは、図6に示す電圧選択回路33の構成
に加えて、状態保持回路334とスイッチ回路335とを含ん
でいる。
FIG. 13 shows a configuration of the improved voltage selection circuit 33a.
The voltage selection circuit 33a includes a state holding circuit 334 and a switch circuit 335 in addition to the configuration of the voltage selection circuit 33 shown in FIG.

状態保持回路334は、Dフリップフロップ334f−1〜3
34f−5と、AND回路334a−1〜334a−7と、OR回路334o
−1〜334o−4とを含んでいる。
The state holding circuit 334 includes D flip-flops 334f-1 to 334f-3.
34f-5, AND circuits 334a-1 to 334a-7, and OR circuit 334o
-1 to 334o-4.

Dフリップフロップ334f−1〜334f−5のそれぞれに
は、出力パルス信号P2の立ち上がりエッジに同期して、
Dフリップフロップ331f−1〜331f−5からデータが入
力される。従って、状態保持回路334は、双方向シフト
制御回路331の1つ前の状態を保持することになる。以
下、双方向シフト制御回路331の1つ前の状態を「前状
態」といい、双方向シフト制御回路331の現在の状態を
「現状態」という。
Each of the D flip-flops 334f-1 to 334f-5 is synchronized with the rising edge of the output pulse signal P2,
Data is input from D flip-flops 331f-1 to 331f-5. Therefore, the state holding circuit 334 holds the state immediately before the bidirectional shift control circuit 331. Hereinafter, the state immediately before the bidirectional shift control circuit 331 is referred to as “previous state”, and the current state of the bidirectional shift control circuit 331 is referred to as “current state”.

状態保持回路334は、制御信号S1〜S5に基づいて制御
信号S11〜S15を出力する。制御信号S11〜S15は、以下に
示す条件が成立する場合にハイレベルとなり、そうでな
い場合にはローレベルとなる。
The state holding circuit 334 outputs control signals S11 to S15 based on the control signals S1 to S5. The control signals S11 to S15 go to a high level when the following conditions are satisfied, and go to a low level otherwise.

S11:前状態のS1がハイレベル、かつ、現状態のS1がハ
イレベル。
S11: S1 in the previous state is at the high level, and S1 in the current state is at the high level.

S12:(前状態のS2がハイレベル、かつ、現状態のS1が
ハイレベル)または(前状態のS1がハイレベル、かつ、
現状態のS2がハイレベル)。
S12: (S2 in the previous state is high level and S1 in the current state is high level) or (S1 in the previous state is high level and
(Current state S2 is high level.)

S13:(前状態のS3がハイレベル、かつ、現状態のS2が
ハイレベル)または(前状態のS2がハイレベル、かつ、
現状態のS3がハイレベル)。
S13: (S3 in the previous state is high level and S2 in the current state is high level) or (S2 in the previous state is high level and
(Current state S3 is high level.)

S14:(前状態のS4がハイレベル、かつ、現状態のS3が
ハイレベル)または(前状態のS3がハイレベル、かつ、
現状態のS4がハイレベル)。
S14: (S4 in the previous state is high level and S3 in the current state is high level) or (S3 in the previous state is high level and
S4 in the current state is high level).

S15:前状態のS5がハイレベル、または、現状態のS5が
ハイレベル。
S15: S5 in the previous state is high level, or S5 in the current state is high level.

制御信号S1〜S5のうちいずれか1つの制御信号がハイ
レベルとなり、前状態と現状態においてハイレベルとな
る制御信号の位置は1つだけシフトする。従って、上述
した制御信号S11〜S15の論理によれば、制御信号S11〜S
15のうちハイレベルとなる制御信号は、前状態において
ハイレベルであった制御信号S1〜S5のうちのいずれかの
制御信号と、現状態においてハイレベルである制御信号
S1〜S5のうちのいずれかの制御信号とのうち高い方の電
圧に対応する制御信号となる。
One of the control signals S1 to S5 goes high, and the position of the control signal that goes high in the previous state and the current state is shifted by one. Therefore, according to the logic of the control signals S11 to S15 described above, the control signals S11 to S11
The control signal which is at a high level out of 15 is one of the control signals S1 to S5 which were at a high level in the previous state and the control signal which is at the high level in the current state.
A control signal corresponding to the higher voltage of any of the control signals S1 to S5.

スイッチ回路335は、複数のスイッチ素子335−1〜33
5−5を含んでいる。スイッチ素子335−1〜335−5の
それぞれの一端には、対応する電圧が供給されている。
制御信号S11〜S15は、スイッチ素子335−1〜335−5の
オンオフをそれぞれ制御するために使用される。ハイレ
ベルである制御信号に対応するスイッチ素子のみがオン
となり、そのスイッチ素子に対応する電圧が選択的に出
力される。
The switch circuit 335 includes a plurality of switch elements 335-1 to 33-33.
5-5. A corresponding voltage is supplied to one end of each of the switch elements 335-1 to 335-5.
The control signals S11 to S15 are used to control on / off of the switch elements 335-1 to 335-5, respectively. Only the switch element corresponding to the high-level control signal is turned on, and the voltage corresponding to the switch element is selectively output.

このようにして、スイッチ回路335から電圧IVdd'が出
力される。電圧IVdd'は、電源供給回路50に供給され
る。一方、スイッチ回路333から出力される電圧IV
ddは、遅延回路40に供給される。
Thus, the voltage IV dd ′ is output from the switch circuit 335. The voltage IV dd ′ is supplied to the power supply circuit 50. On the other hand, the voltage IV output from the switch circuit 333
dd is supplied to the delay circuit 40.

図14は、過渡状態からロック状態に至る期間におい
て、改良された電圧選択回路33aから出力される電圧の
遷移を示す。図14において、細線は、電圧選択回路33a
から電源供給回路50に供給される電圧IVdd'の遷移を表
し、太線は、電圧選択回路33aから遅延回路40に供給さ
れる電圧IVddの遷移を表す。図14に示されるように、電
圧IVdd'は、ロック状態において一定のレベルに維持さ
れる。
FIG. 14 shows the transition of the voltage output from the improved voltage selection circuit 33a during the period from the transient state to the locked state. In FIG. 14, the thin line indicates the voltage selection circuit 33a.
Represents the transition of the voltage IV dd 'supplied to the power supply circuit 50, and the bold line represents the transition of the voltage IV dd supplied from the voltage selection circuit 33a to the delay circuit 40. As shown in FIG. 14, the voltage IV dd ′ is maintained at a constant level in the locked state.

図15Aは、改良された状態保持回路334aの構成を示
す。状態保持回路334aは、図14に示される状態保持回路
334より簡単な構成を有している。状態保持回路334は、
状態保持回路334aに置換され得る。
FIG. 15A shows a configuration of the improved state holding circuit 334a. The state holding circuit 334a is a state holding circuit shown in FIG.
334 has a simpler configuration. The state holding circuit 334
It can be replaced by the state holding circuit 334a.

状態保持回路334aは、Dフリップフロップ334f−1〜
334f−5と、OR回路334o−1とを含んでいる。
The state holding circuit 334a includes D flip-flops 334f-1 to 334f-1.
334f-5 and an OR circuit 334o-1.

Dフリップフロップ334f−1〜334f−5のそれぞれに
は、パルス信号P4の立ち上がりエッジに同期して、Dフ
リップフロップ331f−1〜331f−5からデータが入力さ
れる。
To each of the D flip-flops 334f-1 to 334f-5, data is input from the D flip-flops 331f-1 to 331f-5 in synchronization with the rising edge of the pulse signal P4.

パルス信号P4は、判定信号K1の否定とパルス信号P3に
対して論理和をとることにより得られる(図15B参
照)。すなわち、パルス信号P4は、判定信号K1がハイレ
ベルである期間においてのみパルス信号P3に従って出力
される。判定信号K1がハイレベルである期間は、電圧IV
ddが上昇する期間に相当する。
The pulse signal P4 is obtained by performing an OR operation on the negation of the determination signal K1 and the pulse signal P3 (see FIG. 15B). That is, the pulse signal P4 is output according to the pulse signal P3 only during a period when the determination signal K1 is at the high level. While the determination signal K1 is at the high level, the voltage IV
This corresponds to the period when dd rises.

パルス信号P3は、図15Bに示されるように、入力パル
ス信号P1の位相とは異なる位相を有する信号である。パ
ルス信号P3は、入力パルス信号生成回路31によって生成
され得る。
The pulse signal P3 is a signal having a phase different from the phase of the input pulse signal P1, as shown in FIG. 15B. The pulse signal P3 can be generated by the input pulse signal generation circuit 31.

このように、Dフリップフロップ334f−1〜334f−5
に格納されるデータは、スイッチ回路333から出力され
る電圧IVddが上昇する場合に更新される。
Thus, the D flip-flops 334f-1 to 334f-5
Is updated when the voltage IV dd output from the switch circuit 333 increases.

従って、スイッチ回路335から出力される電圧IVdd'
は、スイッチ回路333から出力される電圧IVddが上昇す
る場合に電圧IVddの値に更新され、それ以外の場合は更
新されない。電圧IVdd'の初期値は、電圧IVddの初期値
に等しい。
Therefore, the voltage IV dd ′ output from the switch circuit 335
Is updated to the value of the voltage IVdd when the voltage IVdd output from the switch circuit 333 rises, and is not updated otherwise. The initial value of the voltage IV dd 'is equal to the initial value of the voltage IV dd.

図16は、過渡状態からロック状態に至るまでの期間に
おいて、改良された状態保持回路334aを含む電圧選択回
路33aから出力される電圧の遷移を示す。図16におい
て、細線は、電圧選択回路33aから電源供給回路50に供
給される電圧IVdd'の遷移を表し、太線は、電圧選択回
路33aから遅延回路40に供給される電圧IVddの遷移を表
す。図16に示されるように、電圧IVdd'は、ロック状態
において一定のレベルに維持される。
FIG. 16 shows transition of the voltage output from the voltage selection circuit 33a including the improved state holding circuit 334a during the period from the transition state to the lock state. In FIG. 16, a thin line represents a transition of the voltage IV dd ′ supplied from the voltage selection circuit 33a to the power supply circuit 50, and a thick line represents a transition of the voltage IV dd supplied from the voltage selection circuit 33a to the delay circuit 40. Represent. As shown in FIG. 16, the voltage IV dd ′ is maintained at a constant level in the locked state.

図17は、本発明の実施の形態1のシステム1の構成を
図1とは異なる表現で示したものである。図17におい
て、図1に示されるシステム1の構成要素と同一の構成
要素には同一の参照番号を付している。
FIG. 17 shows a configuration of the system 1 according to the first embodiment of the present invention in a different expression from FIG. 17, the same components as those of the system 1 shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

図1における最小電圧検出回路30の機能は、図17で
は、入力パルス信号生成回路31と、遅延量−電圧変換回
路30aとに分割されている。
The function of the minimum voltage detection circuit 30 in FIG. 1 is divided into an input pulse signal generation circuit 31 and a delay-voltage conversion circuit 30a in FIG.

入力パルス信号生成回路31は、クロックCLKの周波数
に応じて入力パルス信号P1を間欠的に生成する。入力パ
ルス信号P1は、目標遅延量を表すパルス幅を有してい
る。入力パルス信号P1は、遅延回路40と遅延量−電圧変
換回路30aとに供給される。
The input pulse signal generation circuit 31 intermittently generates the input pulse signal P1 according to the frequency of the clock CLK. The input pulse signal P1 has a pulse width representing a target delay amount. The input pulse signal P1 is supplied to the delay circuit 40 and the delay / voltage conversion circuit 30a.

遅延量−電圧変換回路30aには、入力パルス信号P1
と、遅延回路40から出力される出力パルス信号P2とが入
力される。遅延量−電圧変換回路30aは、入力パルス信
号P1に対する出力パルス信号P2の遅延量に応じて、電圧
IVddを出力する。
The input pulse signal P1 is supplied to the delay-voltage conversion circuit 30a.
And the output pulse signal P2 output from the delay circuit 40. The delay-voltage conversion circuit 30a outputs a voltage in accordance with the delay of the output pulse signal P2 with respect to the input pulse signal P1.
Outputs IV dd .

図18は、遅延量−電圧変換回路30aの構成を示す。遅
延量−電圧変換回路30aは、遅延量判定回路32と、電圧
選択回路33とを含んでいる。遅延量判定回路32および電
圧選択回路33の機能および動作は、図5に示されるもの
と同一である。従って、ここではそれらの説明を省略す
る。
FIG. 18 shows a configuration of the delay amount-voltage conversion circuit 30a. The delay amount-voltage conversion circuit 30a includes a delay amount determination circuit 32 and a voltage selection circuit 33. The functions and operations of the delay amount determination circuit 32 and the voltage selection circuit 33 are the same as those shown in FIG. Therefore, their description is omitted here.

当業者であれば、図1に示されるシステム1と図17に
示されるシステム1とは、同一の機能および動作を実現
するものであることが理解できよう。
Those skilled in the art will understand that the system 1 shown in FIG. 1 and the system 1 shown in FIG. 17 realize the same function and operation.

また、入力パルス信号生成回路31と遅延回路40と遅延
量−電圧変換回路30aとによって実現される機能は、ク
ロックCLKを入力として受け取り、クロックCLKの周波数
に応じた電圧IVddを出力として提供することであると把
握することができる。すなわち、図17において破線で示
される周波数−電圧変換回路21は、所定の入出力特性に
従って、クロックCLKの周波数(入力)を電圧IVdd(出
力)に変換する。ここで、電圧IVddは、目標回路10が動
作可能な最小電圧VminにマージンΔVを加算したもので
ある。最小電圧Vminは、クロックCLKの周波数に応じて
決定される。ここで、ΔV≧0である。
The function realized by the input pulse signal generation circuit 31, the delay circuit 40, and the delay-voltage conversion circuit 30a receives a clock CLK as an input and provides a voltage IV dd corresponding to the frequency of the clock CLK as an output. It can be understood that it is. That is, the frequency-voltage conversion circuit 21 shown by a broken line in FIG. 17 converts the frequency (input) of the clock CLK into a voltage IV dd (output) according to predetermined input / output characteristics. Here, the voltage IV dd, in which the target circuit 10 is obtained by adding a margin ΔV to the minimum voltage V min operable. The minimum voltage Vmin is determined according to the frequency of the clock CLK. Here, ΔV ≧ 0.

ΔV=0(すなわち、IVdd=Vmin)の場合には、周波
数−電圧変換回路21と目標回路10との間に、周波数−電
圧変換回路21から出力される電圧IVddにマージンΔVを
加算する回路を設けることが好ましい。
When ΔV = 0 (that is, IV dd = V min ), a margin ΔV is added between the frequency-voltage conversion circuit 21 and the target circuit 10 to the voltage IV dd output from the frequency-voltage conversion circuit 21. It is preferable to provide a circuit that performs the operation.

実施の形態1において、遅延制御信号SCTL2を用いて
遅延回路40の遅延時間−電源電圧特性の傾きを調整する
ことは、周波数−電圧変換回路21の入出力特性の傾きを
調整することを意味する。遅延回路40の電源電圧は電圧
IVddに等しく、遅延回路40による遅延時間とクロックCL
Kの周波数とは逆数の関係にあるからである。同様にし
て、遅延制御信号SCTL1を用いて遅延回路40の遅延時間
−電源電圧特性のオフセット量を調整することは、周波
数−電圧変換回路21の入出力特性のオフセット量を調整
することを意味する。このように、周波数−電圧変換回
路21は、それの入出力特性の傾きおよびオフセット量を
調整可能とするように構成された周波数−電圧変換回路
の1つの実施の形態を提供する。
In the first embodiment, using the delay control signal SCTL2 to adjust the slope of the delay time-power supply voltage characteristic of the delay circuit 40 means adjusting the slope of the input / output characteristic of the frequency-voltage conversion circuit 21. I do. The power supply voltage of the delay circuit 40 is a voltage
IV equal to dd , delay time by delay circuit 40 and clock CL
This is because there is a reciprocal relationship with the frequency of K. Similarly, adjusting the offset amount of the delay time-power supply voltage characteristic of the delay circuit 40 using the delay control signal SCTL1 means adjusting the offset amount of the input / output characteristic of the frequency-voltage conversion circuit 21. I do. As described above, the frequency-voltage conversion circuit 21 provides an embodiment of the frequency-voltage conversion circuit configured to be able to adjust the slope and the offset amount of the input / output characteristics thereof.

遅延回路40の遅延時間−電源電圧特性の傾きおよびオ
フセット量の調整は、上述したように、遅延回路40に含
まれる遅延ブロック41の遅延段数N1および遅延ブロック
42の遅延段数N2を調整することによって達成される。な
お、遅延ブロック41の構成および遅延ブロック42の構成
については、図3を参照されたい。
As described above, the delay time of the delay circuit 40 and the adjustment of the slope of the power supply voltage characteristic and the offset amount are determined by the number N1 of delay stages of the delay block 41 included in the delay circuit 40 and the delay block.
This is achieved by adjusting the number of delay stages N2 of 42. For the configuration of the delay block 41 and the configuration of the delay block 42, see FIG.

例えば、遅延ブロック42の遅延段数N2を(式1)に従
って決定することにより、遅延回路40の遅延時間−電源
電圧特性の傾きが調整される。
For example, the slope of the delay time-power supply voltage characteristic of the delay circuit 40 is adjusted by determining the number of delay stages N2 of the delay block 42 according to (Equation 1).

N2=n・(KT/KINIT) ・・・(式1) ここで、KINITは、入力パルス信号P1のパルス幅がク
ロックCLKの1周期に等しく、かつ、遅延ブロック42の
遅延段数がnであり、かつ、遅延ブロック41の遅延段数
が0である場合における遅延回路40の遅延時間−電源電
圧特性の傾きを表し、KTは目標回路10の遅延時間−電源
電圧特性の傾きを表し、nは遅延ブロック42の初期の遅
延段数を表す。
N2 = n · (K T / K INIT ) (Equation 1) Here, K INIT is such that the pulse width of the input pulse signal P1 is equal to one cycle of the clock CLK, and the number of delay stages of the delay block 42 is is n, and the delay time of the delay circuit 40 when the number of delay stages of the delay block 41 is 0 - represents the slope of the power supply voltage characteristic, K T is the delay time of the target circuit 10 - represents the slope of the power supply voltage characteristic , N represent the initial number of delay stages of the delay block 42.

また、遅延ブロック42の遅延段数N2を決定した後に、
遅延ブロック41の遅延段数N1を(式2)に従って決定す
ることにより、遅延回路40の遅延時間−電源電圧特性の
オフセット量が調整される。
After determining the number of delay stages N2 of the delay block 42,
By determining the number of delay stages N1 of the delay block 41 according to (Equation 2), the offset amount of the delay time-power supply voltage characteristic of the delay circuit 40 is adjusted.

N1=τ/t0 ・・・(式2) ここで、τは、所定の周波数範囲において、周波数−
電圧変換回路21の入出力特性が目標回路10の特性より上
側に位置するために必要な、最小のオフセット量を表
し、t0は、遅延ブロック41の1段あたりの遅延時間を表
す。
N1 = τ / t 0 (Equation 2) Here, τ is a frequency − within a predetermined frequency range.
The minimum offset amount required for the input / output characteristics of the voltage conversion circuit 21 to be located above the characteristics of the target circuit 10, and t 0 represents the delay time per stage of the delay block 41.

上述したように、パワーマネジメント回路20は、任意
の特性を有する目標回路10に適応可能な周波数−電圧変
換回路21を含んでいる。このことは、目標回路10に応じ
た最適な動作電圧VOPを供給するパワーマネジメント回
路のコアとしてパワーマネジメント回路20を提供するこ
とができることを意味する。
As described above, the power management circuit 20 includes the frequency-voltage conversion circuit 21 adaptable to the target circuit 10 having an arbitrary characteristic. This means that the power management circuit 20 can be provided as a core of the power management circuit that supplies the optimum operating voltage V OP according to the target circuit 10.

図19は、パワーマネジメント回路20をパワーマネジメ
ント回路のコアとして使用する場合のシステム1の構成
を示す。システム1は、図17に示される構成要素に加え
て、分数分周器(PLL)65をさらに含んでいる。分数分
周器(PLL)65には、逓倍数を設定するための制御信号
が端子63を介して入力される。
FIG. 19 shows a configuration of the system 1 when the power management circuit 20 is used as a core of the power management circuit. The system 1 further includes a fractional frequency divider (PLL) 65 in addition to the components shown in FIG. A control signal for setting a multiplication number is input to a fractional frequency divider (PLL) 65 via a terminal 63.

分数分周器(PLL)65は、システムクロックSCLKを逓
倍することによって内部クロックCLKを生成する。内部
クロックCLKは、目標回路10と入力パルス信号生成回路3
1とに供給される。内部クロックCLKの周波数は、分数分
周器(PLL)65に設定される逓倍数を変更することによ
って変更される。これにより、目標回路10の動作周波数
を制御することが可能となる。
The fractional frequency divider (PLL) 65 generates an internal clock CLK by multiplying the system clock SCLK. The internal clock CLK is supplied to the target circuit 10 and the input pulse signal generation circuit 3
1 and supplied to. The frequency of the internal clock CLK is changed by changing the multiple set in the fractional frequency divider (PLL) 65. This makes it possible to control the operating frequency of the target circuit 10.

目標回路10に最適な周波数−電源電圧特性は、上述し
たように、遅延回路40の遅延段数を調整することによっ
て実現され得る。
The optimal frequency-power supply voltage characteristic for the target circuit 10 can be realized by adjusting the number of delay stages of the delay circuit 40 as described above.

上述した実施の形態1では、目標回路10の最大遅延パ
ス(クリティカルパス)は1つであるという仮定の下
に、周波数−電圧変換回路21の入出力特性を調整する方
法を説明した。しかし、実際のLSIでは、目標回路10の
クリティカルパスが電源電圧に応じて変化する場合もあ
り得る。例えば、RAM、ROM等が1チップ化され複雑なゲ
ート構成を有するLSIでは、目標回路10のクリティカル
パスが電源電圧に応じて変化する場合が多い。
In the above-described first embodiment, the method of adjusting the input / output characteristics of the frequency-voltage conversion circuit 21 under the assumption that the maximum delay path (critical path) of the target circuit 10 is one has been described. However, in an actual LSI, the critical path of the target circuit 10 may change according to the power supply voltage. For example, in an LSI having a complicated gate configuration in which a RAM, a ROM, and the like are integrated into one chip, the critical path of the target circuit 10 often changes according to the power supply voltage.

目標回路10の遅延パスには様々な種類がある。例え
ば、ゲートの段数によって発生する遅延パスや、RAM、R
OMにおいて発生するような配線遅延による遅延パスがあ
る。
There are various types of delay paths of the target circuit 10. For example, delay paths caused by the number of gate stages, RAM, R
There is a delay path due to wiring delay as occurs in the OM.

また、多入力NANDのように、電源電圧を下げた時の遅
延量が通常のゲートに比べて大きくなるというゲートも
ある。
Also, there is a gate such as a multi-input NAND in which the delay amount when the power supply voltage is reduced is larger than that of a normal gate.

このように、実際のLSIでは、目標回路10が各電源電
圧に対して複数のクリティカルパスを有し得る。
Thus, in an actual LSI, the target circuit 10 may have a plurality of critical paths for each power supply voltage.

以下、図20A〜図20Eを参照して、目標回路10が電源電
圧に依存した複数のクリティカルパスを有する場合にお
いて、周波数−電圧変換回路21の入出力特性を調整する
原理を説明する。
Hereinafter, the principle of adjusting the input / output characteristics of the frequency-voltage conversion circuit 21 when the target circuit 10 has a plurality of critical paths depending on the power supply voltage will be described with reference to FIGS. 20A to 20E.

図20Aにおいて、直線Aは、目標回路10の第1のクリ
ティカルパスに対応する遅延時間−電源電圧特性を示
す。直線Bは、目標回路10の第2のクリティカルパスに
対応する遅延時間−電源電圧特性を示す。遅延時間−電
源電圧特性は、一般的には、曲線によって表される。し
かし、ここでは、遅延時間−電源電圧特性を直線で近似
して表している。任意の曲線は、適切な数の直線によっ
て近似され得るからである。
In FIG. 20A, a straight line A indicates a delay time-power supply voltage characteristic corresponding to the first critical path of the target circuit 10. A straight line B indicates a delay time-power supply voltage characteristic corresponding to the second critical path of the target circuit 10. The delay time-power supply voltage characteristic is generally represented by a curve. However, here, the delay time-power supply voltage characteristic is represented by a straight line approximation. This is because any curve can be approximated by an appropriate number of straight lines.

周波数−電圧変換回路21(図17)を用いて、遅延回路
40(図17)の遅延時間−電源電圧特性が直線Aにほぼ一
致するように、遅延回路40に含まれる遅延ユニットの段
数を調整することは可能である。図20Bにおいて、波線
はそのように調整された遅延回路40の遅延時間−電源電
圧特性を示す。しかし、このような調整によれば、遅延
時間(=クロックサイクル)が時間t1より小さい範囲で
は、目標回路10は第2のクリティカルパスにより誤動作
してしまう。
Using the frequency-voltage conversion circuit 21 (FIG. 17), a delay circuit
It is possible to adjust the number of delay units included in the delay circuit 40 so that the delay time-power supply voltage characteristic of 40 (FIG. 17) substantially matches the straight line A. In FIG. 20B, the dashed line indicates the delay time-power supply voltage characteristic of the delay circuit 40 thus adjusted. However, according to such adjustment, if the delay time (= clock cycle) is smaller than the time t1, the target circuit 10 malfunctions due to the second critical path.

同様にして、図17の周波数−電圧変換回路21を用い
て、遅延回路40(図17)の遅延時間−電源電圧特性が直
線Bにほぼ一致するように、遅延回路40に含まれる遅延
ユニットの段数を調整することは可能である。図20Cに
おいて、波線はそのように調整された遅延回路40の遅延
時間−電源電圧特性を示す。しかし、このような調整に
よれば、遅延時間(=クロックサイクル)が時間t1より
大きい範囲では、目標回路10は第1のクリティカルパス
により誤動作してしまう。
Similarly, using the frequency-to-voltage conversion circuit 21 of FIG. 17, the delay unit included in the delay circuit 40 (FIG. 17) is changed so that the delay time-power supply voltage characteristic of the delay circuit 40 (FIG. 17) substantially matches the straight line B. It is possible to adjust the number of stages. In FIG. 20C, the dashed line indicates the delay time-power supply voltage characteristic of the delay circuit 40 adjusted as described above. However, according to such adjustment, if the delay time (= clock cycle) is longer than the time t1, the target circuit 10 malfunctions due to the first critical path.

目標回路10が動作可能なすべてのクロックサイクルに
対して目標回路10を正常に動作させるためには、図20D
の波線によって示される遅延時間−電源電圧特性を実現
すればよい。そのような遅延時間−電源電圧特性は、周
波数−電圧変換回路21(図17)を用いて実現することが
できる。しかし、図20Dに示される遅延時間−電源電圧
特性によれば、クロックサイクルt1に対して必要以上に
大きい電源電圧V2を目標回路10に与えることになる。そ
の結果、無駄な電力が消費される。
In order for the target circuit 10 to operate normally for all clock cycles in which the target circuit 10 can operate, FIG.
The delay time-power supply voltage characteristic indicated by the dashed line may be realized. Such a delay time-power supply voltage characteristic can be realized using the frequency-voltage conversion circuit 21 (FIG. 17). However, according to the delay time-power supply voltage characteristic shown in FIG. 20D, the power supply voltage V2 larger than necessary for the clock cycle t1 is applied to the target circuit 10. As a result, useless power is consumed.

目標回路10が動作可能なすべてのクロックサイクルに
対して目標回路10を正常に動作させ、かつ、無駄な電力
が消費されることを防止するためには、図20Eの波線に
よって示される遅延時間−電源電圧特性を実現する必要
がある。
In order to normally operate the target circuit 10 for all clock cycles in which the target circuit 10 can operate and to prevent useless power from being consumed, a delay time indicated by a broken line in FIG. It is necessary to realize power supply voltage characteristics.

図21は、周波数−電圧変換回路21(図17)の変形例を
示す。図21の周波数−電圧変換回路21は、図20Eの波線
によって示される遅延時間−電源電圧特性を実現する。
FIG. 21 shows a modification of the frequency-voltage conversion circuit 21 (FIG. 17). The frequency-voltage conversion circuit 21 of FIG. 21 realizes the delay time-power supply voltage characteristic indicated by the broken line in FIG. 20E.

図21の周波数−電圧変換回路21は、遅延回路40の代わ
りに、遅延回路40aと遅延回路40bと論理和回路40cとを
含んでいる。遅延回路41aおよび40bの構成は、遅延回路
40の構成と同一である。遅延回路40の構成については、
図3を参照されたい。
21 includes a delay circuit 40a, a delay circuit 40b, and an OR circuit 40c instead of the delay circuit 40. The configuration of the delay circuits 41a and 40b
The configuration is the same as that of the forty. Regarding the configuration of the delay circuit 40,
Please refer to FIG.

遅延回路40aの遅延時間−電源電圧特性は、図20Aに示
される直線Aにほぼ一致するように予め調整される。こ
のような調整は、端子61aおよび62aを介して制御信号を
遅延回路40aに入力することによって達成される。遅延
回路40bの遅延時間−電源電圧特性は、図20Aに示される
直線Bにほぼ一致するように予め調整される。このよう
な調整は、端子61bおよび62bを介して制御信号を遅延回
路40bに入力することによって達成される。このよう
に、遅延回路40aの遅延時間−電源電圧特性と遅延回路4
0bの遅延時間−電源電圧特性とは、互いに独立に調整さ
れ得る。
The delay time-power supply voltage characteristic of the delay circuit 40a is adjusted in advance so as to substantially match the straight line A shown in FIG. 20A. Such adjustment is achieved by inputting a control signal to the delay circuit 40a via the terminals 61a and 62a. The delay time-power supply voltage characteristic of the delay circuit 40b is adjusted in advance so as to substantially match the straight line B shown in FIG. 20A. Such adjustment is achieved by inputting a control signal to the delay circuit 40b via the terminals 61b and 62b. As described above, the delay time-power supply voltage characteristic of the delay circuit 40a and the delay circuit 4
The delay time-power supply voltage characteristic of 0b can be adjusted independently of each other.

入力パルス信号生成回路31は、目標遅延量を表すパル
ス幅を有する入力パルス信号P1を生成する。ここで、目
標遅延量は、クロックCLKの周波数の逆数(すなわち、
クロックCLKの1周期の長さ=クロックサイクル)に等
しい。入力パルス信号P1は、遅延回路40aと遅延回路40b
とに入力される。
The input pulse signal generation circuit 31 generates an input pulse signal P1 having a pulse width representing a target delay amount. Here, the target delay amount is the reciprocal of the frequency of the clock CLK (ie,
(The length of one cycle of the clock CLK = clock cycle). The input pulse signal P1 is supplied to the delay circuit 40a and the delay circuit 40b.
Entered as

遅延回路40aは、遅延量−電圧変換回路30aから出力さ
れる電圧IVddに応じて入力パルス信号P1を遅延させる。
遅延回路40aによって遅延された入力パルス信号P1は、
出力パルス信号PAとして論理和回路40cに出力される。
The delay circuit 40a delays the input pulse signal P1 according to the voltage IVdd output from the delay-voltage conversion circuit 30a.
The input pulse signal P1 delayed by the delay circuit 40a is
The output pulse signal PA is output to the OR circuit 40c.

遅延回路40bは、遅延量−電圧変換回路30aから出力さ
れる電圧IVddに応じて入力パルス信号P1を遅延させる。
遅延回路40bによって遅延された入力パルス信号P1は、
出力パルス信号PBとして論理和回路40cに出力される。
The delay circuit 40b delays the input pulse signal P1 according to the voltage IVdd output from the delay-voltage conversion circuit 30a.
The input pulse signal P1 delayed by the delay circuit 40b is
The output pulse signal PB is output to the OR circuit 40c.

論理和回路40cは、出力パルス信号PAと出力パルス信
号PBとの論理和を演算し、その結果を出力パルス信号P2
として遅延量−電圧変換回路30aに出力する。
The OR circuit 40c calculates a logical sum of the output pulse signal PA and the output pulse signal PB, and outputs the result to the output pulse signal P2
And outputs it to the delay-voltage conversion circuit 30a.

遅延量−電圧変換回路30aは、図8A〜図8Cを参照して
説明したように、入力パルス信号P1の立ち上がりエッジ
と出力パルス信号P2の立ち下がりエッジとが一致するよ
うに、最小電圧IVddをフィードバック制御する。
As described with reference to FIGS. 8A to 8C, the delay amount-voltage conversion circuit 30a controls the minimum voltage IV dd so that the rising edge of the input pulse signal P1 matches the falling edge of the output pulse signal P2. Feedback control.

図22Aは、クロックサイクルが時間t1より小さい場合
の各パルス信号の波形を示す。クロックサイクルが時間
t1より小さい場合には、図20Aに示されるように、直線
Bがクリティカルパスを表す。従って、遅延回路40bに
よる遅延量は、遅延回路40aによる遅延量より大きい。
その結果、出力パルス信号P2の立ち下がりエッジは、出
力パルス信号PBの立ち下がりエッジに一致する。
FIG. 22A shows the waveform of each pulse signal when the clock cycle is smaller than time t1. Clock cycle is time
If it is smaller than t1, the straight line B represents the critical path as shown in FIG. 20A. Therefore, the amount of delay by the delay circuit 40b is larger than the amount of delay by the delay circuit 40a.
As a result, the falling edge of the output pulse signal P2 coincides with the falling edge of the output pulse signal PB.

図22Bは、クロックサイクルが時間t1より大きい場合
の各パルス信号の波形を示す。クロックサイクルが時間
t1より大きい場合には、図20Aに示されるように、直線
Aがクリティカルパスを表す。従って、遅延回路40aに
よる遅延量は、遅延回路40bによる遅延量より大きい。
その結果、出力パルス信号P2の立ち下がりエッジは、出
力パルス信号PAの立ち下がりエッジに一致する。
FIG. 22B shows the waveform of each pulse signal when the clock cycle is longer than time t1. Clock cycle is time
If it is greater than t1, the straight line A represents the critical path, as shown in FIG. 20A. Therefore, the amount of delay by the delay circuit 40a is larger than the amount of delay by the delay circuit 40b.
As a result, the falling edge of the output pulse signal P2 coincides with the falling edge of the output pulse signal PA.

このようにして、クロックサイクルが時間t1より小さ
い場合には入力パルス信号P1の立ち上がりエッジと出力
パルス信号PBの立ち下がりエッジとが一致するように最
小電圧IVddがフィードバック制御され、クロックサイク
ルが時間t1より大きい場合には入力パルス信号P1の立ち
上がりエッジと出力パルス信号PAの立ち下がりエッジと
が一致するように最小電圧IVddがフィードバック制御さ
れる。このような制御により、図20Eにおいて波線で示
される遅延時間−電源電圧特性が実現される。
In this way, when the clock cycle is smaller than the time t1, the minimum voltage IV dd is feedback-controlled so that the rising edge of the input pulse signal P1 and the falling edge of the output pulse signal PB match, and the clock cycle is time-dependent. If t1 is larger than t1, the minimum voltage IVdd is feedback-controlled so that the rising edge of the input pulse signal P1 and the falling edge of the output pulse signal PA match. By such control, a delay time-power supply voltage characteristic indicated by a broken line in FIG. 20E is realized.

このように、図21の周波数−電圧変換回路21によれ
ば、2種類の異なるクリティカルパスに対応する遅延時
間−電源電圧特性を合成することによって得られる遅延
時間−電源電圧特性にほぼ一致するように、遅延回路40
aおよび40bの遅延時間−電源電圧特性を調整することが
できる。このことは、合成された遅延時間−電源電圧特
性に対応するように周波数−電圧変換回路21の入出力特
性を調整することができることを意味する。従って、目
標回路10が2種類の異なるクリティカルパスを有する場
合であっても、周波数−電圧変換回路21は、クロックCL
Kの周波数に応じた最小電圧を目標回路10に出力するこ
とができる。
As described above, according to the frequency-voltage conversion circuit 21 shown in FIG. 21, the delay time-power supply voltage characteristic obtained by synthesizing the delay time-power supply voltage characteristic corresponding to the two different critical paths substantially matches the delay time-power supply voltage characteristic. And delay circuit 40
The delay time-power supply voltage characteristics of a and 40b can be adjusted. This means that the input / output characteristics of the frequency-voltage conversion circuit 21 can be adjusted to correspond to the combined delay time-power supply voltage characteristics. Therefore, even when the target circuit 10 has two different critical paths, the frequency-voltage conversion circuit 21
The minimum voltage corresponding to the frequency of K can be output to the target circuit 10.

なお、目標回路10が3個以上のクリティカルパスを有
する場合でも、周波数−電圧変換回路21は、クロックCL
Kの周波数に応じた最小電圧を目標回路10に出力するこ
とができる。目標回路10が3個以上のクリティカルパス
を有する場合には、3個以上のクリティカルパスにそれ
ぞれ対応する3個以上の遅延回路を並列に配置し、それ
らの遅延回路の出力の論理和を遅延量−電圧変換回路30
aに入力するようにすればよい。
Note that even when the target circuit 10 has three or more critical paths, the frequency-voltage conversion circuit 21
The minimum voltage corresponding to the frequency of K can be output to the target circuit 10. When the target circuit 10 has three or more critical paths, three or more delay circuits respectively corresponding to the three or more critical paths are arranged in parallel, and the logical sum of the outputs of the delay circuits is calculated as the delay amount. −Voltage conversion circuit 30
What is necessary is just to input in a.

(実施の形態2) 図23は、本発明の実施の形態2のシステム2の構成を
示す。なお、図23において、図17に示されるシステム1
の構成要素と同一の構成要素には同一の参照番号を付し
ている。
Embodiment 2 FIG. 23 shows a configuration of a system 2 according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 23, the system 1 shown in FIG.
The same constituent elements as those described in the above are denoted by the same reference numerals.

システム2は、目標回路10と、目標回路10がクロック
CLKの周波数で動作可能な最小の動作電圧VOPを目標回路
10に供給するパワーマネジメント回路20aとを含んでい
る。システム2は、単一の半導体チップ上に形成され得
る。
In the system 2, the target circuit 10 and the target circuit 10 are clocked.
Target circuit for minimum operating voltage V OP operable at CLK frequency
And a power management circuit 20a for supplying the power management circuit 20a to the power management circuit 20. The system 2 can be formed on a single semiconductor chip.

目標回路10は、例えば、デジタル信号プロセッサ(DS
P)や中央処理装置(CPU)であり得る。目標回路10は、
クロックCLKに従って動作する。
The target circuit 10 includes, for example, a digital signal processor (DS)
P) or a central processing unit (CPU). The target circuit 10 is
It operates according to the clock CLK.

パワーマネジメント回路20aは、周波数−電圧変換回
路21aと、電源供給回路50とを含んでいる。
The power management circuit 20a includes a frequency-voltage conversion circuit 21a and a power supply circuit 50.

周波数−電圧変換回路21aは、クロックCLKを入力とし
て受け取り、クロックCLKの周波数に応じた電圧IVdd
出力して提供する。周波数−電圧変換回路21aは、周波
数−電圧変換回路21aの入出力特性が2つの独立したパ
ラメータに基づいて調整可能であるように構成されてい
る。2つのパラメータのうちの1つは、周波数−電圧変
換回路21aの入出力特性の傾きであり、他の1つは、周
波数−電圧変換回路21aの入出力特性のオフセット量で
ある。周波数−電圧変換回路21aの入出力特性は、周波
数−電圧変換回路21aから出力される電圧IVddが、目標
回路10がクロックCLKの周波数で動作可能な最小電圧に
ほぼ一致するように調整される。
The frequency-voltage conversion circuit 21a receives the clock CLK as an input, and outputs and provides a voltage IVdd according to the frequency of the clock CLK. The frequency-voltage conversion circuit 21a is configured such that the input / output characteristics of the frequency-voltage conversion circuit 21a can be adjusted based on two independent parameters. One of the two parameters is the slope of the input / output characteristics of the frequency-voltage conversion circuit 21a, and the other is the offset amount of the input / output characteristics of the frequency-voltage conversion circuit 21a. The input / output characteristics of the frequency-voltage conversion circuit 21a are adjusted such that the voltage IVdd output from the frequency-voltage conversion circuit 21a substantially matches the minimum voltage at which the target circuit 10 can operate at the frequency of the clock CLK. .

周波数−電圧変換回路21aから出力される電圧IV
ddは、電源供給回路50に供給される。
Voltage IV output from frequency-voltage conversion circuit 21a
dd is supplied to the power supply circuit 50.

電源供給回路50は、電圧IVddに基づいて動作電圧VOP
を生成する。例えば、電源供給回路50は、電圧IVddを目
標電圧として、電源電圧Vddを動作電圧VOPに変換する電
圧変換器であり得る。そのような電圧変換器は、直流の
電源電圧Vdd(例えば、3V)を高効率(例えば、95%)
で直流の動作電圧VOPに変換するDC/DCコンバータである
ことが好ましい。パワーマネジメント回路20全体の消費
電力を低減するためである。あるいは、電源供給回路50
は、オペアンプであってもよい。
The power supply circuit 50 operates based on the operating voltage V OP based on the voltage IV dd.
Generate For example, the power supply circuit 50, a voltage IV dd as the target voltage may be a voltage converter for converting a power supply voltage V dd to the operating voltage V OP. Such voltage converters can convert DC power supply voltage V dd (eg, 3V) to high efficiency (eg, 95%)
It is preferable to use a DC / DC converter that converts the voltage into a DC operating voltage VOP . This is to reduce the power consumption of the entire power management circuit 20. Alternatively, the power supply circuit 50
May be an operational amplifier.

しかし、電源供給回路50がパワーマネジメント回路20
に含まれることは必須ではない。電圧IVddに基づいて動
作電圧VOPを生成する代わりに、周波数−電圧変換回路2
1aから出力される電圧IVddを動作電圧VOPとして目標回
路10に供給するようにしてもよい。
However, the power supply circuit 50 is
Is not required to be included. Instead of generating the operating voltage V OP based on the voltage IV dd , the frequency-voltage conversion circuit 2
It may be supplied to the target circuit 10 a voltage IV dd output from 1a as the operating voltage V OP.

周波数−電圧変換回路21aは、入力パルス信号生成回
路131と、遅延回路140と、遅延量−電圧変換回路30aと
を含んでいる。
The frequency-voltage conversion circuit 21a includes an input pulse signal generation circuit 131, a delay circuit 140, and a delay-voltage conversion circuit 30a.

入力パルス信号生成回路131は、クロックCLKの周波数
に応じて入力パルス信号P1を間欠的に生成する。入力パ
ルス信号P1は、目標遅延量を表すパルス幅を有してい
る。入力パルス信号P1のパルス幅は、クロックCLKの周
波数の関数として決定される。その関数は、(式3)に
よって定義される。
The input pulse signal generation circuit 131 intermittently generates the input pulse signal P1 according to the frequency of the clock CLK. The input pulse signal P1 has a pulse width representing a target delay amount. The pulse width of the input pulse signal P1 is determined as a function of the frequency of the clock CLK. The function is defined by (Equation 3).

Pw=α/f+β ・・・(式3) ここで、Pwは入力パルス信号P1のパルス幅を表し、f
はクロックCLKの周波数を表し、α、βは定数を表す。
後述されるように、周波数−電圧変換回路21aの入出力
特性の傾きは、定数αの値を調整することによって調整
され、周波数−電圧変換回路21aの入出力特性のオフセ
ット量は、定数βの値を調整することによって調整され
る。
Pw = α / f + β (Equation 3) Here, Pw represents the pulse width of the input pulse signal P1, and f
Represents the frequency of the clock CLK, and α and β represent constants.
As will be described later, the slope of the input / output characteristic of the frequency-voltage conversion circuit 21a is adjusted by adjusting the value of the constant α, and the offset amount of the input / output characteristic of the frequency-voltage conversion circuit 21a is Adjusted by adjusting the value.

定数αの値を調整するための制御信号は、端子161を
介して入力される。また、定数βの値を調整するための
制御信号は、端子162を介して入力される。
A control signal for adjusting the value of the constant α is input via the terminal 161. In addition, a control signal for adjusting the value of the constant β is input via the terminal 162.

遅延回路140には、周波数−電圧変換回路21aから出力
される電圧IVddが供給される。遅延回路140は、電圧IV
ddに応じて入力パルス信号P1を遅延させる。遅延回路14
0の出力は、出力パルス信号P2として遅延量−電圧変換
回路30aに供給される。遅延回路140は、例えば、直列に
接続された複数の遅延ユニットを含み得る。しかし、実
施の形態1における遅延回路40とは異なり、複数の遅延
ユニットのうち入力パルス信号P1が通過する遅延ユニッ
トの段数を遅延制御信号によって制御する必要はない。
実施の形態2では、入力パルス信号P1のパルス幅を決定
するために使用される定数α、βの値を調整することに
より、周波数−電圧変換回路21aの入出力特性を調整す
ることができるからである。
The voltage IVdd output from the frequency-voltage conversion circuit 21a is supplied to the delay circuit 140. The delay circuit 140 has a voltage IV
The input pulse signal P1 is delayed according to dd . Delay circuit 14
The output of 0 is supplied to the delay amount-voltage conversion circuit 30a as the output pulse signal P2. The delay circuit 140 may include, for example, a plurality of delay units connected in series. However, unlike the delay circuit 40 in the first embodiment, it is not necessary to control the number of delay units through which the input pulse signal P1 passes among the plurality of delay units by using the delay control signal.
In the second embodiment, the input / output characteristics of the frequency-voltage conversion circuit 21a can be adjusted by adjusting the values of the constants α and β used to determine the pulse width of the input pulse signal P1. It is.

遅延量−電圧変換回路30aは、入力パルス信号P1に対
する出力パルス信号P2の遅延量に応じて、電圧IVddを出
力する。遅延量−電圧変換回路30aの構成は、図18に示
したとおりである。
The delay-voltage conversion circuit 30a outputs the voltage IVdd according to the delay of the output pulse signal P2 with respect to the input pulse signal P1. The configuration of the delay amount-voltage conversion circuit 30a is as shown in FIG.

次に、図24AおよびBを参照して、入力パルス信号P1
のパルス幅を調整することにより周波数−電圧変換回路
21aの入出力特性を調整する原理を説明する。
Next, referring to FIGS. 24A and 24B, the input pulse signal P1
Frequency-voltage conversion circuit by adjusting the pulse width of
The principle of adjusting the input / output characteristics of 21a will be described.

図24AおよびBにおいて、実線は、遅延回路140の初期
の遅延時間−電源電圧特性を示す。遅延時間−電源電圧
特性は、一般的には、図4に示されるように双曲線によ
って表される。しかし、図24AおよびBでは、遅延時間
−電源電圧特性を直線で近似して表している。任意の曲
線は、適切な数の直線によって近似され得るからであ
る。遅延回路140は、電源電圧が高いほど小さい遅延時
間で動作し、電源電圧が低いほど大きい遅延時間で動作
する。遅延回路140は、電圧IVddを電源電圧として動作
する。
24A and 24B, the solid line shows the initial delay time-power supply voltage characteristic of the delay circuit 140. The delay time-power supply voltage characteristic is generally represented by a hyperbola as shown in FIG. However, in FIGS. 24A and 24B, the delay time-power supply voltage characteristic is represented by a straight line approximation. This is because any curve can be approximated by an appropriate number of straight lines. The delay circuit 140 operates with a shorter delay time as the power supply voltage is higher, and operates with a longer delay time as the power supply voltage is lower. Delay circuit 140 operates using voltage IVdd as a power supply voltage.

以下、図24Aを参照して、遅延時間−電源電圧特性の
傾きを調整する原理を説明する。
Hereinafter, the principle of adjusting the slope of the delay time-power supply voltage characteristic will be described with reference to FIG. 24A.

図24Aにおいて、実線上の点Aは、目標遅延時間tに
対応する電源電圧がV(t)であることを表している。
すなわち、点Aの座標は、(V(t),t)である。一
方、実線上の点Bは、目標遅延時間t/2に対応する電源
電圧がV(t/2)であることを表している。すなわち、
点Bの座標は、(V(t/2),t/2)である。従って、点
Aと点Bとを結ぶ直線(実線)の傾きKABは、(式4)
によって求められる。
In FIG. 24A, point A on the solid line indicates that the power supply voltage corresponding to the target delay time t is V (t).
That is, the coordinates of the point A are (V (t), t). On the other hand, the point B on the solid line indicates that the power supply voltage corresponding to the target delay time t / 2 is V (t / 2). That is,
The coordinates of the point B are (V (t / 2), t / 2). Accordingly, the slope K AB of a straight line (solid line) connecting the point A and the point B is represented by (Equation 4)
Required by

KAB=(t/2−t)/{V(t/2)−V(t)} ・・・(式4) 図24Aにおいて、目標遅延時間tに対応する電源電圧
がV(t/2)となるように遅延回路140の遅延時間−電源
電圧特性を変換すると、遅延回路140の変換された遅延
時間−電源電圧特性が得られる。変換された遅延時間−
電源電圧特性は、図24Aにおいて破線によって示されて
いる。このような変換は、目標遅延時間tに対してパル
ス幅t/2を有する入力パルス信号P1を遅延回路140に入力
することによって達成される。このような変換により、
点Aは点A'に変換され、点Bは点B'に変換される。
K AB = (t / 2−t) / {V (t / 2) −V (t)} (Equation 4) In FIG. 24A, the power supply voltage corresponding to the target delay time t is V (t / 2 ), The converted delay time-power supply voltage characteristic of the delay circuit 140 can be obtained. Converted delay time-
The power supply voltage characteristics are indicated by broken lines in FIG. 24A. Such conversion is achieved by inputting the input pulse signal P1 having a pulse width t / 2 with respect to the target delay time t to the delay circuit 140. With such a conversion,
Point A is converted to point A 'and point B is converted to point B'.

破線上の点A'は、目標遅延時間tに対応する電源電圧
がV(t/2)であることを表している。すなわち、点A'
の座標は、(V(t/2),t)である。一方、破線上の点
B'は、目標遅延時間t/2に対応する電源電圧がV(t/4)
であることを表している。すなわち、点B'の座標は、
(V(t/4),t/2)である。従って、点A'と点B'とを結
ぶ直線(破線)の傾きKA'B'は、(式5)によって求め
られる。
A point A 'on the broken line indicates that the power supply voltage corresponding to the target delay time t is V (t / 2). That is, point A '
Is (V (t / 2), t). On the other hand, a point on the broken line
B ′ is such that the power supply voltage corresponding to the target delay time t / 2 is V (t / 4)
It represents that. That is, the coordinates of the point B ′ are
(V (t / 4), t / 2). Therefore, the slope KA'B ' of the straight line (broken line) connecting the points A' and B 'is obtained by (Equation 5).

A'B'=(t/2−t)/{V(t/4)−V(t/2)} =(t/2−t)/{(1/2){V(t/2)−V(t)} =2・KAB ・・・(式5) このように、目標遅延時間tに対してパルス幅t/2を
有する入力パルス信号P1を遅延回路140に入力すること
により、遅延回路140の変換された遅延時間−電源電圧
特性の傾きは遅延回路140の初期の遅延時間−電源電圧
特性の傾きの2倍となる。同様にして、目標遅延時間t
に対してパルス幅t/3を有する入力パルス信号P1を遅延
回路140に入力することにより、遅延回路140の変換され
た遅延時間−電源電圧特性の傾きを遅延回路140の初期
の遅延時間−電源電圧特性の傾きの3倍とすることがで
きる。
KA'B ' = (t / 2-t) / {V (t / 4) -V (t / 2)} = (t / 2-t) / {(1/2)} V (t / 2 ) −V (t)} = 2 · K AB (Equation 5) As described above, by inputting the input pulse signal P1 having the pulse width t / 2 with respect to the target delay time t to the delay circuit 140, The slope of the converted delay time-power supply voltage characteristic of the delay circuit 140 is twice the slope of the initial delay time-power supply voltage characteristic of the delay circuit 140. Similarly, the target delay time t
By inputting an input pulse signal P1 having a pulse width t / 3 to the delay circuit 140, the slope of the converted delay time-power supply voltage characteristic of the delay circuit 140 is changed to the initial delay time of the delay circuit 140-power supply. It can be three times the slope of the voltage characteristic.

以下、図24Bを参照して、遅延時間−電源電圧特性の
オフセット量を調整する原理を説明する。
Hereinafter, the principle of adjusting the offset amount of the delay time-power supply voltage characteristic will be described with reference to FIG. 24B.

図24Bにおいて、実線上の点Aは、目標遅延時間tに
対応する電源電圧がV(t)であることを表している。
すなわち、点Aの座標は、(V(t),t)である。一
方、実線上の点Bは、目標遅延時間(t+5)に対応す
る電源電圧がV(t+5)であることを表している。す
なわち、点Bの座標は、(V(t+5),t+5)であ
る。
In FIG. 24B, the point A on the solid line indicates that the power supply voltage corresponding to the target delay time t is V (t).
That is, the coordinates of the point A are (V (t), t). On the other hand, the point B on the solid line indicates that the power supply voltage corresponding to the target delay time (t + 5) is V (t + 5). That is, the coordinates of the point B are (V (t + 5), t + 5).

図24Bにおいて、目標遅延時間tに対応する電源電圧
がV(t+5)となるように遅延回路140の遅延時間−
電源電圧特性を変換すると、遅延回路140の変換された
遅延時間−電源電圧特性が得られる。変換された遅延時
間−電源電圧特性は、図24Bにおいて破線によって示さ
れている。このような変換は、目標遅延時間tに対して
パルス幅(t+5)を有する入力パルス信号P1を遅延回
路140に入力することによって達成される。このような
変換により、点Aは点A'に変換され、点Bは点B'に変換
される。
In FIG. 24B, the delay time of the delay circuit 140 is set so that the power supply voltage corresponding to the target delay time t becomes V (t + 5).
When the power supply voltage characteristics are converted, a converted delay time-power supply voltage characteristic of the delay circuit 140 is obtained. The converted delay time-power supply voltage characteristic is indicated by a broken line in FIG. 24B. Such conversion is achieved by inputting an input pulse signal P1 having a pulse width (t + 5) with respect to the target delay time t to the delay circuit 140. By such conversion, point A is converted to point A ', and point B is converted to point B'.

破線上の点A'は、目標遅延時間tに対応する電源電圧
がV(t+5)であることを表している。すなわち、点
A'の座標は、(V(t+5),t)である。一方、破線上
の点B'は、目標遅延時間(t+5)に対応する電源電圧
がV(t+10)であることを表している。すなわち、点
B'の座標は、(V(t+10),t+5)である。
A point A ′ on the broken line indicates that the power supply voltage corresponding to the target delay time t is V (t + 5). That is, the point
The coordinates of A ′ are (V (t + 5), t). On the other hand, a point B 'on the broken line indicates that the power supply voltage corresponding to the target delay time (t + 5) is V (t + 10). That is, the point
The coordinates of B ′ are (V (t + 10), t + 5).

このように、目標遅延時間tに対してパルス幅(t+
5)を有する入力パルス信号P1を遅延回路140に入力す
ることにより、遅延回路140の遅延時間−電源電圧特性
はY軸方向に沿って−5(nsec)だけ平行移動する。同
様にして、目標遅延時間tに対してパルス幅(t−10)
を有する入力パルス信号P1を遅延回路140に入力するこ
とにより、遅延回路140の遅延時間−電源電圧特性をY
軸方向に沿って+10(nsec)だけ平行移動することがで
きる。なお、遅延時間−電源電圧特性のY軸方向に沿っ
た移動量を遅延時間−電源電圧特性のオフセット量とい
う。
Thus, the pulse width (t +
By inputting the input pulse signal P1 having 5) to the delay circuit 140, the delay time-power supply voltage characteristic of the delay circuit 140 translates by -5 (nsec) along the Y-axis direction. Similarly, the pulse width (t−10) with respect to the target delay time t
Is input to the delay circuit 140, the delay time-power supply voltage characteristic of the delay circuit 140 is changed to Y.
It can be translated by +10 (nsec) along the axial direction. The amount of movement of the delay time-power supply voltage characteristic along the Y-axis direction is referred to as the delay time-offset amount of the power supply voltage characteristic.

このように、入力パルス信号P1のパルス幅Pwは、(式
6)によって与えられる。
Thus, the pulse width Pw of the input pulse signal P1 is given by (Equation 6).

Pw=α・t+β ・・・(式6) ここで、α、βは任意の定数である。定数αを調整す
ることにより、遅延回路140の遅延時間−電源電圧特性
の傾きが調整される。定数βを調整することにより、遅
延回路140の遅延時間−電源電圧特性のオフセット量が
調整される。パルス幅Pwを有する入力パルス信号P1は、
入力パルス信号生成回路131によって生成される。
Pw = α · t + β (Equation 6) Here, α and β are arbitrary constants. By adjusting the constant α, the slope of the delay time-power supply voltage characteristic of the delay circuit 140 is adjusted. By adjusting the constant β, the offset amount of the delay time-power supply voltage characteristic of the delay circuit 140 is adjusted. The input pulse signal P1 having the pulse width Pw is
It is generated by the input pulse signal generation circuit 131.

ここで、fをクロックCLKの周波数とすると、t=1/f
という関係がある。従って、(式3)と(式6)とは等
価であることが分かる。
Here, if f is the frequency of the clock CLK, t = 1 / f
There is a relationship. Therefore, it can be seen that (Equation 3) and (Equation 6) are equivalent.

実施の形態2において、定数αを用いて遅延回路140
の遅延時間−電源電圧特性の傾きを調整することは、周
波数−電圧変換回路21aの入出力特性の傾きを調整する
ことを意味する。遅延回路140の電源電圧は電圧IVdd
等しく、遅延回路140による遅延時間とクロックCLKの周
波数とは逆数の関係にあるからである。同様にして、定
数βを用いて遅延回路140の遅延時間−電源電圧特性の
オフセット量を調整することは、周波数−電圧変換回路
21aの入出力特性のオフセット量を調整することを意味
する。このように、周波数−電圧変換回路21aは、それ
の入出力特性の傾きおよびオフセット量を調整可能とす
るように構成された周波数−電圧変換回路の1つの実施
の形態を提供する。
In the second embodiment, the delay circuit 140
Adjusting the slope of the delay time-power supply voltage characteristic means adjusting the slope of the input / output characteristic of the frequency-voltage conversion circuit 21a. This is because the power supply voltage of the delay circuit 140 is equal to the voltage IVdd , and the delay time of the delay circuit 140 and the frequency of the clock CLK have an inverse relationship. Similarly, adjusting the offset amount of the delay time-power supply voltage characteristic of the delay circuit 140 using the constant β is equivalent to the frequency-voltage conversion circuit.
This means that the offset amount of the input / output characteristics of 21a is adjusted. As described above, the frequency-voltage conversion circuit 21a provides one embodiment of the frequency-voltage conversion circuit configured to be able to adjust the slope and the offset amount of the input / output characteristics thereof.

次に、図25を参照して、クロックCLKの周波数に対し
て周波数−電圧変換回路21aから出力される電圧IV
ddが、目標回路10がクロックCLKのその周波数で動作可
能な最小電圧にほぼ一致するように、その周波数−電圧
変換回路21aの入出力特性を調整する方法を説明する。
Next, referring to FIG. 25, the voltage IV output from frequency-voltage conversion circuit 21a with respect to the frequency of clock CLK
A method of adjusting the input / output characteristics of the frequency-voltage conversion circuit 21a so that dd substantially matches the minimum voltage at which the target circuit 10 can operate at that frequency of the clock CLK will be described.

ステップ1:目標回路10の特性の傾きを求める。目標回
路10の特性の傾きは、クロックCLKの少なくとも2つの
動作周波数に対して目標回路10が動作する最小の電源電
圧をそれぞれ測定し、それらの測定点を遅延時間−電源
電圧特性を示すグラフ上にプロットし、それらの測定点
を結ぶ直線の傾きを求めることによって、求められる。
例えば、クロックCLKの周波数fAで目標回路10が動作す
る最小の電源電圧として電圧V(1/fA)が測定され、ク
ロックCLKの周波数fBで目標回路10が動作する最小の電
源電圧として電圧V(1/fB)が測定されたと仮定する。
この場合、座標(V(1/fA),1/fA)を有する点Aと座
標((V(1/fB),1/fB))を有する点Bとを遅延時間
−電源電圧特性を示すグラフ上にプロットすると、図25
に示されるようになる。図25において、直線LTは、目標
回路10の特性を表す。目標回路10の特性の傾きKTABは、
(式7)に従って求められる。
Step 1: Obtain the characteristic slope of the target circuit 10. The inclination of the characteristic of the target circuit 10 is obtained by measuring the minimum power supply voltage at which the target circuit 10 operates at least for at least two operating frequencies of the clock CLK, and measuring those measurement points on a graph showing a delay time-power supply voltage characteristic. And the slope of a straight line connecting those measurement points is obtained.
For example, the voltage V (1 / f A ) is measured as the minimum power supply voltage at which the target circuit 10 operates at the frequency f A of the clock CLK, and the minimum power supply voltage at which the target circuit 10 operates at the frequency f B of the clock CLK. Assume that voltage V (1 / f B ) has been measured.
In this case, a point A having coordinates (V (1 / f A ), 1 / f A ) and a point B having coordinates ((V (1 / f B ), 1 / f B )) are defined by a delay time−power supply. When plotted on a graph showing voltage characteristics, FIG. 25
It becomes as shown in. In Figure 25, the straight line L T represents the characteristics of the target circuit 10. The slope K TAB of the characteristic of the target circuit 10 is
It is obtained according to (Equation 7).

KTAB=(1/fA−1/fB)/{(V(1/fA)−V(1/fB)} ・・・(式7) ステップ2:周波数−電圧変換回路21aの入出力特性の
傾きKが、目標回路10の特性の傾きKTABにほぼ一致する
ように、周波数−電圧変換回路21aの入出力特性を調整
する。例えば、(式8)を満足するように周波数−電圧
変換回路21aの入出力特性を調整すればよい。
K TAB = (1 / f A −1 / f B ) / {(V (1 / f A ) −V (1 / f B )} (Equation 7) Step 2: The frequency-voltage conversion circuit 21a The input / output characteristics of the frequency-voltage conversion circuit 21a are adjusted so that the slope K of the input / output characteristics substantially matches the slope K TAB of the characteristics of the target circuit 10. For example, the frequency is adjusted so as to satisfy (Equation 8). -The input / output characteristics of the voltage conversion circuit 21a may be adjusted.

|K−KTAB|<ε ・・・(式8) ここで、εは、周波数−電圧変換回路21aの入出力特
性の傾きKと目標回路10の特性の傾きKTABの誤差の絶対
値の目標値を表す定数である。
| K−K TAB | <ε (Equation 8) Here, ε is the absolute value of the error between the slope K of the input / output characteristic of the frequency-voltage conversion circuit 21a and the slope K TAB of the characteristic of the target circuit 10. It is a constant representing the target value.

このような調整は、入力パルス信号P1のパルス幅Pwを
(式9)に従って決定することによって達成される。図
25において、直線L1は、傾きKを調整した後の周波数−
電圧変換回路21aの入出力特性の一例を表す。
Such adjustment is achieved by determining the pulse width Pw of the input pulse signal P1 according to (Equation 9). Figure
In 25, the straight line L 1, the frequency after adjusting the inclination K -
5 shows an example of the input / output characteristics of the voltage conversion circuit 21a.

Pw=(KINIT/KTAB)・t ・・・(式9) ここで、KINITは入力パルス信号P1のパルス幅Pwがク
ロックCLKの1周期に等しい場合における遅延回路140の
初期の遅延時間−電源電圧特性の傾きを表し、KTABは目
標回路10の特性の傾きを表し、tはクロックCLKの周波
数fの逆数(=1/f)を表す。
Pw = (K INIT / K TAB ) · t (Equation 9) where K INIT is the initial delay time of the delay circuit 140 when the pulse width Pw of the input pulse signal P1 is equal to one cycle of the clock CLK. -Represents the slope of the power supply voltage characteristic, K TAB represents the slope of the characteristic of the target circuit 10, and t represents the reciprocal (= 1 / f) of the frequency f of the clock CLK.

ステップ3:目標回路10がクロックCLKの所定の周波数
範囲において動作可能であるように、周波数−電圧変換
回路21aの入出力特性のオフセット量を調整する。この
ような調整は、入力パルス信号P1のパルス幅Pwを(式1
0)に従って決定することによって達成される。
Step 3: The offset amount of the input / output characteristics of the frequency-voltage conversion circuit 21a is adjusted so that the target circuit 10 can operate in the predetermined frequency range of the clock CLK. Such adjustment is performed by changing the pulse width Pw of the input pulse signal P1 (Equation 1).
0).

Pw=(KINIT/KTAB)・t−τ ・・・(式10) ここで、τは、所定の周波数範囲において、周波数−
電圧変換回路21aの入出力特性が目標回路10の特性より
上側に位置するために必要な、最小のオフセット量を表
す。すなわち、オフセット量τは、所定の周波数範囲が
fmin以上fmax以下である場合において(式11)を満た
し、かつ、VL2(y)が最小となるように決定される。
Pw = (K INIT / K TAB ) · t−τ (Equation 10) Here, τ is a frequency − within a predetermined frequency range.
It represents the minimum offset amount necessary for the input / output characteristics of the voltage conversion circuit 21a to be positioned above the characteristics of the target circuit 10. That is, the offset amount τ is determined by a predetermined frequency range.
In the case where f min is equal to or more than f max and (Equation 11) is satisfied, V L2 (y) is determined to be minimum.

VLT(y)≦VL2(y)(fmin≦y≦fmax) ・・・(式11) ここで、VLTは目標回路10の特性を示す関数x=V
LT(y)を表し、VL2は調整後の周波数−電圧変換回路2
1aの入出力特性を示す関数x=VL2(y)を表す。図25
において、直線L2は、傾きKおよびオフセット量τを調
整した後の周波数−電圧変換回路21aの入出力特性の一
例を表す。
V LT (y) ≦ V L2 (y) (f min ≦ y ≦ f max ) (Equation 11) Here, V LT is a function x = V indicating the characteristic of the target circuit 10.
LT (y), and VL2 is the frequency-to-voltage conversion circuit 2 after adjustment.
A function x = V L2 (y) indicating the input / output characteristic of 1a is represented. FIG.
In the straight line L 2, the frequency after adjusting the inclination K and the offset amount tau - represents an example of an input-output characteristic of the voltage converter circuit 21a.

なお、KINIT/KTAB=α、−τ=βと置けば、(式10)
は(式6)と等価であることが分かる。
If K INIT / K TAB = α, −τ = β, then (Equation 10)
Is equivalent to (Equation 6).

なお、入力パルス信号P1のパルス幅Pwを調整すること
と、実施の形態1で言及したように遅延回路に含まれる
遅延ユニットの段数を調整することとを併用してもよ
い。このようにして、周波数−電圧変換回路2aの入出力
特性を目標回路10の特性に実質的に一致させることが可
能となる。
Note that adjusting the pulse width Pw of the input pulse signal P1 and adjusting the number of stages of the delay units included in the delay circuit as described in the first embodiment may be used together. In this manner, the input / output characteristics of the frequency-voltage conversion circuit 2a can be made to substantially match the characteristics of the target circuit 10.

上述したように、パワーマネジメント回路20aは、任
意の特性を有する目標回路10に適応可能な周波数−電圧
変換回路21aを含んでいる。このことは、目標回路10に
応じた最適な動作電圧を供給するパワーマネジメント回
路のコアとしてパワーマネジメント回路20aを提供する
ことができることを意味する。
As described above, the power management circuit 20a includes the frequency-voltage conversion circuit 21a adaptable to the target circuit 10 having arbitrary characteristics. This means that the power management circuit 20a can be provided as a core of a power management circuit that supplies an optimum operating voltage according to the target circuit 10.

図26は、パワーマネジメント回路20aをパワーマネジ
メント回路のコアとして使用する場合のシステム2の構
成を示す。システム2は、図23に示される構成要素に加
えて、分数分周器(PLL)165をさらに含んでいる。分数
分周器(PLL)165には、逓倍数を設定するための制御信
号が端子163を介して入力される。
FIG. 26 shows the configuration of the system 2 when the power management circuit 20a is used as a core of the power management circuit. System 2 further includes a fractional frequency divider (PLL) 165 in addition to the components shown in FIG. A control signal for setting a multiplication number is input to a fractional frequency divider (PLL) 165 via a terminal 163.

分数分周器(PLL)165は、システムクロックSCLKを逓
倍することによって内部クロックCLKを生成する。内部
クロックCLKは、目標回路10と入力パルス信号生成回路1
31とに供給される。内部クロックCLKの周波数は、分数
分周器165(PLL)に設定される逓倍数を変更することに
よって変更される。これにより、目標回路10の動作周波
数を制御することが可能となる。
The fractional frequency divider (PLL) 165 generates the internal clock CLK by multiplying the system clock SCLK. The internal clock CLK is generated by the target circuit 10 and the input pulse signal generation circuit 1.
31 and supplied to. The frequency of the internal clock CLK is changed by changing the multiplier set in the fractional frequency divider 165 (PLL). This makes it possible to control the operating frequency of the target circuit 10.

また、分数分周器(PLL)165は、分数分周器165(PL
L)に含まれるVCO(図示せず)から出力される最高速の
クロックHCLKを入力パルス信号生成回路131に供給す
る。本システムにおいては、クロックCLKは、クロックH
CLKを分周して得られるクロックであるものとする。ク
ロックCLKとクロックHCLKとを用いて、入力パルス信号
生成回路131において定数αの値を調整することができ
る。
The fractional frequency divider (PLL) 165 is a fractional frequency divider 165 (PLL).
The high-speed clock HCLK output from a VCO (not shown) included in L) is supplied to the input pulse signal generation circuit 131. In this system, the clock CLK is the clock H
It is assumed that the clock is obtained by dividing CLK. The value of the constant α can be adjusted in the input pulse signal generation circuit 131 using the clock CLK and the clock HCLK.

さらに、入力パルス信号生成回路131には、システム
クロックSCLKが入力される。システムクロックSCLKは、
入力パルス信号生成回路131において定数βの値を調整
するために使用される。システムクロックSCLKは、温度
やプロセスに依存しないからである。
Further, the system clock SCLK is input to the input pulse signal generation circuit 131. The system clock SCLK is
The input pulse signal generation circuit 131 is used to adjust the value of the constant β. This is because the system clock SCLK does not depend on the temperature or the process.

目標回路10に最適な周波数−電源電圧特性は、上述し
たクロックを用いて、入力パルス信号P1のパルス幅を調
整することによって実現され得る。
The optimum frequency-power supply voltage characteristic for the target circuit 10 can be realized by adjusting the pulse width of the input pulse signal P1 using the clock described above.

以下、目標回路10と周波数−電圧変換回路21aとを含
むシステム2において、周波数−電圧変換回路21aの入
出力特性を自動調整する装置3について説明する。シス
テム2と装置3とは、単一の半導体チップ上に形成され
得る。
Hereinafter, the device 3 for automatically adjusting the input / output characteristics of the frequency-voltage conversion circuit 21a in the system 2 including the target circuit 10 and the frequency-voltage conversion circuit 21a will be described. The system 2 and the device 3 can be formed on a single semiconductor chip.

目標回路10は、クロックCLKに従って動作する。周波
数−電圧変換回路21aは、クロックCLKを入力として受け
取り、クロックCLKの周波数に応じた電圧IVddを出力と
して提供する。電源供給回路50は、電圧IVddに応じて目
標回路10の動作電圧VOPを目標回路10に供給する。ある
いは、電源供給回路50を介することなく、周波数−電圧
変換回路21aから出力される電圧IVddを目標回路10の動
作電圧VOPとして目標回路10に供給してもよい。
The target circuit 10 operates according to the clock CLK. The frequency-voltage conversion circuit 21a receives the clock CLK as an input, and provides a voltage IVdd according to the frequency of the clock CLK as an output. The power supply circuit 50 supplies the operating voltage V OP of the target circuit 10 to the target circuit 10 according to the voltage IVdd . Alternatively, without using the power supply circuit 50, the frequency - may supply voltage IV dd output from the voltage conversion circuit 21a to the target circuit 10 as the operating voltage V OP of the target circuit 10.

図27は、装置3の構成を示す。装置3は、動作回路18
0と、照合回路181と、調整回路182とを備えている。
FIG. 27 shows the configuration of the device 3. The device 3 includes an operation circuit 18
0, a matching circuit 181 and an adjusting circuit 182.

動作回路180は、クロックCLKの周波数で、入力ベクタ
に対して目標回路10を実際に動作させ、その動作結果を
出力する。入力ベクタとしては、最長遅延パスを実現す
るものが使用される。
The operation circuit 180 actually operates the target circuit 10 on the input vector at the frequency of the clock CLK, and outputs the operation result. As the input vector, one that realizes the longest delay path is used.

照合回路181は、目標回路10の動作結果と期待値とを
照合し、その照合結果を出力する。期待値は、目標回路
10の動作スペックに基づいて装置3内のメモリ(図示せ
ず)に予め格納される。照合結果は、正常動作(OK)ま
たは異常動作(NG)のいずれかによって表される。
Collation circuit 181 collates the operation result of target circuit 10 with the expected value, and outputs the collation result. The expected value is the target circuit
It is stored in advance in a memory (not shown) in the device 3 based on the ten operation specifications. The verification result is represented by either a normal operation (OK) or an abnormal operation (NG).

このように、動作回路180および照合回路181は、目標
回路10の動作電圧VOPとクロックCLKの周波数との関係に
おいて、目標回路10が正常に動作したか否かを判定する
自己診断機能を有している。
Thus, the operation circuit 180 and the matching circuit 181 is used, the number in relation to the frequency of the operating voltage V OP and the clock CLK of the target circuit 10, a determining self-diagnosis function whether the target circuit 10 is operating normally are doing.

照合結果が正常動作(OK)である場合には、調整回路
182は、動作電圧VOPを所定の電圧ΔVだけ上昇させる。
逆に、照合結果が異常動作(NG)である場合には、調整
回路182は、動作電圧VOPを所定の電圧ΔVだけ下降させ
る。このようなフィードバック制御により、調整回路18
2は、クロックCLKの周波数に対して目標回路10が動作可
能である最小の電圧を検出する。調整回路182は、この
ような最小電圧の検出をクロックCLKの少なくとも2つ
の周波数に対して行う。これにより、調整回路182は、
目標回路10の特性を検出することができる。
If the collation result is normal operation (OK), the adjustment circuit
182 raises the operating voltage V OP by a predetermined voltage ΔV.
Conversely, when the comparison result indicates an abnormal operation (NG), the adjustment circuit 182 lowers the operating voltage VOP by a predetermined voltage ΔV. By such feedback control, the adjustment circuit 18
2 detects the minimum voltage at which the target circuit 10 can operate with respect to the frequency of the clock CLK. The adjustment circuit 182 detects such a minimum voltage for at least two frequencies of the clock CLK. Thereby, the adjustment circuit 182
The characteristics of the target circuit 10 can be detected.

次に、調整回路182は、クロックCLKの周波数に対して
周波数−電圧変換回路2aから出力される電圧IVddが、目
標回路10がその周波数で動作可能な最小電圧にほぼ一致
するように、周波数−電圧変換回路21aの入出力特性の
傾きおよびオフセット量を調整する。周波数−電圧変換
回路21aの入出力特性の傾きおよびオフセット量を調整
する方法は、図25を参照して説明した方法と同様であ
る。
Next, the adjustment circuit 182 adjusts the frequency so that the voltage IVdd output from the frequency-voltage conversion circuit 2a with respect to the frequency of the clock CLK substantially matches the minimum voltage at which the target circuit 10 can operate at that frequency. -Adjust the slope and offset amount of the input / output characteristics of the voltage conversion circuit 21a. The method of adjusting the slope and the offset amount of the input / output characteristics of the frequency-voltage conversion circuit 21a is the same as the method described with reference to FIG.

あるいは、調整回路182は、周波数−電圧変換回路21a
の入出力特性の傾きおよびオフセット量を実施の形態1
に記載されるように遅延回路に含まれる遅延ユニットの
段数を調整することによって調整するようにしてもよ
い。さらに、調整回路182は、入力パルス信号P1のパル
ス幅Pwを調整することと、遅延回路に含まれる遅延ユニ
ットの段数を調整することとを併用してもよい。
Alternatively, the adjustment circuit 182 includes the frequency-voltage conversion circuit 21a
First Embodiment
The adjustment may be made by adjusting the number of stages of the delay unit included in the delay circuit as described in (1). Further, the adjustment circuit 182 may use both the adjustment of the pulse width Pw of the input pulse signal P1 and the adjustment of the number of delay units included in the delay circuit.

以上、本発明の好ましい実施の形態を説明した。しか
し、上述した実施の形態は本発明の範囲を限定すること
を意図するものではない。当業者であれば、上述した実
施の形態に対して修正および変更を行い得ることを理解
するだろう。そのような修正および変更もまた本発明の
範囲に含まれると解釈されるべきである。
The preferred embodiment of the present invention has been described above. However, the above embodiments are not intended to limit the scope of the present invention. Those skilled in the art will appreciate that modifications and changes can be made to the embodiments described above. Such modifications and alterations are to be construed as falling within the scope of the invention.

産業上の利用可能性 本発明の周波数−電圧変換回路によれば、目標回路の
特性に適応するように周波数−電圧変換回路の入出力特
性を調整することができる。これにより、任意の目標回
路に対して適切な電圧を供給することが可能となる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the frequency-voltage conversion circuit of the present invention, the input / output characteristics of the frequency-voltage conversion circuit can be adjusted to adapt to the characteristics of the target circuit. This makes it possible to supply an appropriate voltage to any target circuit.

本発明の周波数−電圧変換回路を含むシステムによれ
ば、目標回路が正常に動作するために必要な最小の動作
電圧を供給することができる。これにより、消費電力が
低減される。
According to the system including the frequency-voltage conversion circuit of the present invention, it is possible to supply the minimum operating voltage necessary for the target circuit to operate normally. Thereby, power consumption is reduced.

本発明の周波数−電圧変換回路の入出力特性を調整す
る方法および装置によれば、目標回路の特性に適応する
ように周波数−電圧変換回路の入出力特性を調整するこ
とができる。これにより、任意の目標回路に対して適切
な電圧を供給することが可能となる。
According to the method and apparatus for adjusting the input / output characteristics of the frequency-to-voltage conversion circuit of the present invention, the input / output characteristics of the frequency-to-voltage conversion circuit can be adjusted to adapt to the characteristics of the target circuit. This makes it possible to supply an appropriate voltage to any target circuit.

本発明の遅延量判定回路によれば、簡単な構成により
実際の遅延量が所望の遅延量より大きいか否かが判定で
きる。このような遅延量判定回路は、周波数−電圧変換
回路における使用に適している。
According to the delay amount determination circuit of the present invention, it is possible to determine with a simple configuration whether or not the actual delay amount is larger than a desired delay amount. Such a delay amount determination circuit is suitable for use in a frequency-voltage conversion circuit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松澤 昭 京都府八幡市八幡隅田口15―5 (72)発明者 道正 志郎 大阪府池田市鉢塚3丁目3―5―202 (72)発明者 山本 真一 大阪府枚方市宗谷1―8―49 (56)参考文献 特開 昭58−171842(JP,A) 特開 昭58−195218(JP,A) 特開 平3−241403(JP,A) 特開 平7−6156(JP,A) 特開 昭60−19222(JP,A) 特開 平8−5705(JP,A) 特開 平9−288527(JP,A) 特開 平9−270690(JP,A) 特開 平5−158587(JP,A) 特開 昭60−10318(JP,A) 特開 昭54−148430(JP,A) 特開 平10−209826(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06F 1/04 G06F 1/08 G06F 1/32 G06F 15/78 H03K 5/13 (54)【発明の名称】 周波数―電圧変換回路、遅延量判定回路、周波数―電圧変換回路を備えたシステム、周波数―電 圧変換回路の入出力特性を調整する方法、および周波数―電圧変換回路の入出力特性を自動調整 する装置──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Akira Matsuzawa 15-5 Hachiman Sumidaguchi, Yawata City, Kyoto (72) Inventor Shiro Michimasa 3-3-5-2202 Hachizuka, Ikeda-shi, Osaka (72) Inventor Yamamoto Shinichi 1-8-49 Soya, Hirakata-shi, Osaka (56) References JP-A-58-171842 (JP, A) JP-A-58-195218 (JP, A) JP-A-3-241403 (JP, A) JP-A-7-6156 (JP, A) JP-A-60-19222 (JP, A) JP-A-8-5705 (JP, A) JP-A-9-288527 (JP, A) JP-A-9-270690 (JP JP, A) JP-A-5-158587 (JP, A) JP-A-60-10318 (JP, A) JP-A-54-148430 (JP, A) JP-A-10-209826 (JP, A) (58) ) investigated the field (Int.Cl. 7, DB name) G06F 1/04 G06F 1/08 G06F 1/32 G06F 15/78 H03K 5/13 (54) [Title of the invention] System equipped with wave number-voltage conversion circuit, delay amount judgment circuit, frequency-voltage conversion circuit, method of adjusting input-output characteristics of frequency-voltage conversion circuit, and automatic adjustment of input-output characteristics of frequency-voltage conversion circuit apparatus

Claims (29)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】クロックの周波数に応じた目標遅延量を表
すパルス幅を有する入力パルス信号を生成する入力パル
ス信号生成回路と、 前記入力パルス信号を遅延させる遅延回路であって、前
記入力パルス信号を遅延させることによって得られるパ
ルス信号を出力パルス信号として出力する遅延回路と、 前記入力パルス信号に対する前記出力パルス信号の遅延
量に基づいて、前記目標遅延量に対応する電圧を出力
し、前記電圧を前記遅延回路に供給する遅延量−電圧変
換回路と を備え、前記遅延回路は前記遅延量−電圧変換回路から
出力される前記電圧に応じて前記入力パルス信号を遅延
させる、周波数−電圧変換回路。
An input pulse signal generating circuit for generating an input pulse signal having a pulse width representing a target delay amount according to a clock frequency; and a delay circuit for delaying the input pulse signal, wherein the input pulse signal is A delay circuit that outputs a pulse signal obtained by delaying the output pulse signal as an output pulse signal, and outputs a voltage corresponding to the target delay amount based on a delay amount of the output pulse signal with respect to the input pulse signal; And a delay-voltage conversion circuit that supplies the input pulse signal to the delay circuit according to the voltage output from the delay-voltage conversion circuit. .
【請求項2】前記入力パルス信号生成回路は、前記入力
パルス信号を間欠的に生成する、請求項1に記載の周波
数−電圧変換回路。
2. The frequency-voltage conversion circuit according to claim 1, wherein the input pulse signal generation circuit generates the input pulse signal intermittently.
【請求項3】前記入力パルス信号が間欠的に生成される
周期は可変である、請求項2に記載の周波数−電圧変換
回路。
3. The frequency-voltage conversion circuit according to claim 2, wherein a cycle at which the input pulse signal is generated intermittently is variable.
【請求項4】前記入力パルス信号生成回路は、特定のモ
ードにおいて前記入力パルス信号の生成を停止する、請
求項1に記載の周波数−電圧変換回路。
4. The frequency-voltage conversion circuit according to claim 1, wherein said input pulse signal generation circuit stops generating said input pulse signal in a specific mode.
【請求項5】前記遅延回路は、前記遅延回路の遅延時間
−電源電圧特性が調整可能であるように構成されてい
る、請求項1に記載の周波数−電圧変換回路。
5. The frequency-voltage conversion circuit according to claim 1, wherein said delay circuit is configured such that a delay time-power supply voltage characteristic of said delay circuit is adjustable.
【請求項6】前記遅延回路は、前記遅延回路の遅延時間
−電源電圧特性の傾きおよびオフセット量が調整可能で
あるように構成されている、請求項1に記載の周波数−
電圧変換回路。
6. The frequency circuit according to claim 1, wherein said delay circuit is configured such that a delay time of said delay circuit and a slope of a power supply voltage characteristic and an offset amount can be adjusted.
Voltage conversion circuit.
【請求項7】前記遅延回路は、前記遅延量−電圧変換回
路から出力される前記電圧に応じて動作する第1遅延ブ
ロックを含んでおり、前記第1遅延ブロックは、複数の
第1遅延ユニットを含んでおり、前記複数の第1遅延ユ
ニットのうち前記入力パルス信号が通過する第1遅延ユ
ニットの段数は、第1遅延制御信号に応じて調整され
る、請求項1に記載の周波数−電圧変換回路。
7. The delay circuit includes a first delay block that operates according to the voltage output from the delay amount-voltage conversion circuit, and the first delay block includes a plurality of first delay units. The frequency-voltage according to claim 1, wherein the number of stages of the first delay unit through which the input pulse signal passes among the plurality of first delay units is adjusted according to a first delay control signal. Conversion circuit.
【請求項8】前記遅延回路は、所定の固定電圧に応じて
動作する第2遅延ブロックをさらに含んでおり、前記第
2遅延ブロックは、複数の第2遅延ユニットを含んでお
り、前記複数の第2遅延ユニットのうち前記入力パルス
信号が通過する第2遅延ユニットの段数は、第2遅延制
御信号に応じて調整される、請求項7に記載の周波数−
電圧変換回路。
8. The delay circuit further includes a second delay block that operates according to a predetermined fixed voltage, wherein the second delay block includes a plurality of second delay units, and 8. The frequency of claim 7, wherein the number of stages of the second delay unit through which the input pulse signal passes among the second delay units is adjusted according to a second delay control signal. 9.
Voltage conversion circuit.
【請求項9】前記入力パルス信号のパルス幅は、前記ク
ロックの周波数の関数として決定される、請求項1に記
載の周波数−電圧変換回路。
9. The frequency-to-voltage conversion circuit according to claim 1, wherein a pulse width of the input pulse signal is determined as a function of a frequency of the clock.
【請求項10】前記関数は、Pw=α/f+βによって表さ
れ、ここで、Pwは前記入力パルス信号のパルス幅、fは
前記クロックの周波数、α、βは定数である、請求項9
に記載の周波数−電圧変換回路。
10. The function is represented by Pw = α / f + β, where Pw is the pulse width of the input pulse signal, f is the frequency of the clock, and α and β are constants.
3. The frequency-voltage conversion circuit according to claim 1.
【請求項11】前記遅延量−電圧変換回路は、前記入力
パルス信号に対する前記出力パルス信号の遅延量が前記
目標遅延量より大きい場合には出力電圧を高くし、前記
入力パルス信号に対する前記出力パルス信号の遅延量が
前記目標遅延量より小さい場合には前記出力電圧を低く
するように、前記出力電圧をフィードバック制御する、
請求項1に記載の周波数−電圧変換回路。
11. The delay amount-voltage conversion circuit increases an output voltage when a delay amount of the output pulse signal with respect to the input pulse signal is larger than the target delay amount, and increases the output pulse with respect to the input pulse signal. When the delay amount of the signal is smaller than the target delay amount, the output voltage is feedback-controlled so as to lower the output voltage.
The frequency-voltage conversion circuit according to claim 1.
【請求項12】前記遅延量一電圧変換回路は、 前記入力パルス信号に対する前記出力パルス信号の遅延
量が前記目標遅延量より大きいか否かを判定し、判定結
果を示す判定信号を出力する判定回路と、 前記判定信号に応じて複数の電圧のうち1つを選択的に
出力する電圧選択回路と を備えている、請求項1に記載の周波数−電圧変換回
路。
12. The delay amount-to-voltage conversion circuit determines whether a delay amount of the output pulse signal with respect to the input pulse signal is greater than the target delay amount, and outputs a determination signal indicating a determination result. The frequency-voltage conversion circuit according to claim 1, further comprising: a circuit; and a voltage selection circuit that selectively outputs one of a plurality of voltages according to the determination signal.
【請求項13】前記電圧選択回路は、 前記複数の電圧のうち選択すべき1つの電圧を特定する
データを前記判定信号に対応する方向にシフトする双方
向シフト制御回路と、 前記データに基づいて、前記複数の電圧のうち1つを選
択するスイッチ回路と を備えている、請求項12に記載の周波数−電圧変換回
路。
13. A bidirectional shift control circuit that shifts data specifying one voltage to be selected from among the plurality of voltages in a direction corresponding to the determination signal, based on the data. 13. The frequency-voltage conversion circuit according to claim 12, further comprising: a switch circuit that selects one of the plurality of voltages.
【請求項14】前記電圧選択回路は、前記複数の電圧の
うち最も高い電圧を初期出力電圧として出力する、請求
項12に記載の周波数−電圧変換回路。
14. The frequency-voltage conversion circuit according to claim 12, wherein said voltage selection circuit outputs a highest voltage among said plurality of voltages as an initial output voltage.
【請求項15】前記電圧選択回路は、抵抗を含んでお
り、前記抵抗の一端は高電位に接続され、前記抵抗の他
端は低電位に接続され、前記複数の電圧は、前記抵抗を
分割することによって得られる、請求項12に記載の周波
数−電圧変換回路。
15. The voltage selection circuit includes a resistor, one end of the resistor is connected to a high potential, the other end of the resistor is connected to a low potential, and the plurality of voltages divide the resistor. 13. The frequency-voltage conversion circuit according to claim 12, which is obtained by:
【請求項16】前記電圧選択回路は、前記抵抗に直列に
接続されたスイッチをさらに備えており、前記スイッチ
は特定のモードにおいてオフにされる、請求項15に記載
の周波数−電圧変換回路。
16. The frequency-voltage conversion circuit according to claim 15, wherein said voltage selection circuit further comprises a switch connected in series to said resistor, wherein said switch is turned off in a specific mode.
【請求項17】前記双方向シフト制御回路は、複数の段
のユニットを含んでおり、前記複数の段のユニットのそ
れぞれは、前記データを格納するメモリ回路と2入力1
出力セレクタとを含んでおり、 前記複数の段のユニットのうち特定の段のユニットに含
まれる前記セレクタの出力は、前記特定の段のユニット
に含まれる前記メモリ回路に接続されており、 前記複数の段のユニットのうち特定の段のユニットに含
まれる前記セレクタの入力は、前記特定の段のユニット
の1つ前の段のユニットに含まれる前記メモリ回路と前
記特定の段のユニットの1つ後の段のユニットに含まれ
る前記メモリ回路とに接続されており、 前記複数の段のユニットのそれぞれに含まれる前記セレ
クタは、前記判定信号によって制御される、請求項13に
記載の周波数−電圧変換回路。
17. The bidirectional shift control circuit includes a plurality of stages of units. Each of the plurality of stages of units includes a memory circuit for storing the data and a two-input one-input unit.
An output selector, wherein an output of the selector included in the unit of the specific stage among the units of the plurality of stages is connected to the memory circuit included in the unit of the specific stage; The input of the selector included in the unit of the specific stage among the units of the specific stage is the memory circuit included in the unit of the stage immediately before the unit of the specific stage and one of the units of the specific stage. 14. The frequency-voltage according to claim 13, wherein the selector is connected to the memory circuit included in a unit in a subsequent stage, and the selector included in each of the units in the plurality of stages is controlled by the determination signal. Conversion circuit.
【請求項18】前記双方向シフト制御手段は、 前記複数の段のユニットのうち最前段のユニットに含ま
れる前記メモリ回路に格納される前記データが消去され
ることを防止する手段と、 前記複数の段のユニットのうち最後段のユニットに含ま
れる前記メモリ回路に格納される前記データが消去され
ることを防止する手段と をさらに備えている、請求項17に記載の周波数−電圧変
換回路。
18. The bi-directional shift control means, comprising: means for preventing the data stored in the memory circuit included in the first one of the plurality of units from being erased; 18. The frequency-voltage conversion circuit according to claim 17, further comprising: means for preventing the data stored in the memory circuit included in the last one of the units of the stage from being erased.
【請求項19】前記遅延量−電圧変換回路は、現在の出
力電圧より1つ前の出力電圧を記憶する手段をさらに備
えており、 前記遅延量−電圧変換回路は、前記現在の出力電圧を第
1の出力電圧として出力し、前記現在の出力電圧と前記
1つ前の出力電圧のうちの一方を第2の出力電圧として
出力し、前記第1の出力電圧は、前記遅延回路に供給さ
れる、請求項1に記載の周波数−電圧変換回路。
19. The delay-to-voltage conversion circuit further comprises means for storing an output voltage one before the current output voltage, and wherein the delay-to-voltage conversion circuit converts the current output voltage to Outputting as a first output voltage, outputting one of the current output voltage and the immediately preceding output voltage as a second output voltage, wherein the first output voltage is supplied to the delay circuit. The frequency-voltage conversion circuit according to claim 1, wherein
【請求項20】前記遅延量−電圧変換回路は、初期出力
電圧を記憶する手段をさらに備えており、 前記遅延量−電圧変換回路は、現在の出力電圧を第1の
出力電圧として出力し、前記初期出力電圧を第2の出力
電圧として出力し、前記第1の出力電圧は、前記遅延回
路に供給され、 前記初期出力電圧は、前記現在の出力電圧が上昇した場
合に前記現在の出力電圧に更新される、請求項1に記載
の周波数−電圧変換回路。
20. The delay amount-voltage conversion circuit further includes means for storing an initial output voltage, wherein the delay amount-voltage conversion circuit outputs a current output voltage as a first output voltage, Outputting the initial output voltage as a second output voltage, wherein the first output voltage is supplied to the delay circuit; and the initial output voltage is the current output voltage when the current output voltage increases. The frequency-voltage conversion circuit according to claim 1, wherein the frequency-voltage conversion circuit is updated to:
【請求項21】目標遅延量を表すパルス幅を有する入力
パルス信号を生成する入力パルス信号生成回路と、 前記入力パルス信号を遅延させる遅延回路であって、前
記入力パルス信号を遅延させることによって得られるパ
ルス信号を出力パルス信号として出力する遅延回路と、 前記入力パルス信号に対する前記出力パルス信号の遅延
量が前記目標遅延量より大きいか否かを判定し、判定結
果を示す判定信号を出力する判定回路と を備えた遅延量判定回路。
21. An input pulse signal generating circuit for generating an input pulse signal having a pulse width representing a target delay amount, and a delay circuit for delaying the input pulse signal, the delay circuit being obtained by delaying the input pulse signal. A delay circuit that outputs a pulse signal to be output as an output pulse signal; and a determination that determines whether a delay amount of the output pulse signal with respect to the input pulse signal is greater than the target delay amount and outputs a determination signal indicating a determination result. And a delay amount determination circuit comprising:
【請求項22】前記入力パルス信号のパルス幅は、可変
に調整可能である、請求項21に記載の遅延量判定回路。
22. The delay amount determination circuit according to claim 21, wherein a pulse width of the input pulse signal is variably adjustable.
【請求項23】前記判定回路は、前記入力パルス信号を
クロック入力とし、前記出力パルス信号をデータ入力と
するデータラッチ回路を含んでおり、前記データラッチ
回路の出力は、前記判定信号として出力される、請求項
21に記載の遅延量判定回路。
23. The determination circuit includes a data latch circuit that receives the input pulse signal as a clock input and receives the output pulse signal as a data input, and an output of the data latch circuit is output as the determination signal. Claims
22. The delay amount determining circuit according to 21.
【請求項24】クロックに従って動作する目標回路と、
前記クロックを入力として受け取り、前記クロックの周
波数に応じた電圧を前記目標回路の動作電圧として提供
する周波数−電圧変換回路とを備えたシステムであっ
て、 前記周波数−電圧変換回路から出力される前記電圧が、
前記目標回路が前記クロックの周波数で動作可能な最小
電圧にほぼ一致するように、前記周波数−電圧変換回路
の入出力特性が調整可能であり、 前記目標回路は、複数の異なる遅延時間−電源電圧特性
を有しており、前記周波数−電圧変換回路の入出力特性
は、前記複数の異なる遅延時間−電源電圧特性を合成す
ることによって得られる遅延時間−電源電圧特性に基づ
いて調整されることを特徴とするシステム。
24. A target circuit operating according to a clock,
A frequency-voltage conversion circuit that receives the clock as an input and provides a voltage corresponding to the frequency of the clock as an operation voltage of the target circuit, wherein the frequency-voltage conversion circuit outputs the The voltage is
The input / output characteristics of the frequency-to-voltage conversion circuit can be adjusted so that the target circuit substantially matches the minimum voltage operable at the frequency of the clock. The target circuit includes a plurality of different delay times-power supply voltages. And the input / output characteristics of the frequency-voltage conversion circuit are adjusted based on a delay time-power supply voltage characteristic obtained by combining the plurality of different delay time-power supply voltage characteristics. Features system.
【請求項25】前記周波数−電圧変換回路は、前記複数
の異なる遅延時間−電源電圧特性に対応する複数の遅延
回路を有しており、前記複数の遅延回路のそれぞれは、
遅延時間−電源電圧特性が調整可能であるように構成さ
れている、請求項24に記載のシステム。
25. The frequency-voltage conversion circuit includes a plurality of delay circuits corresponding to the plurality of different delay time-power supply voltage characteristics, and each of the plurality of delay circuits includes:
25. The system according to claim 24, wherein the delay time-supply voltage characteristic is configured to be adjustable.
【請求項26】クロックに従って動作する目標回路と、
前記クロックを入力として受け取り、前記クロックの周
波数に応じた電圧を前記目標回路の動作電圧として提供
する周波数−電圧変換回路とを備えたシステムにおい
て、前記周波数−電圧変換回路の入出力特性を調整する
方法であって、 前記クロックの複数の周波数のそれぞれに対して測定さ
れた前記目標回路の動作電圧に基づいて、前記周波数−
電圧変換回路の前記入出力特性の傾きを調整するステッ
プと、 前記目標回路が前記クロックの所定の周波数範囲におい
て動作可能となるように、前記周波数−電圧変換回路の
前記入出力特性のオフセット量を調整するステップとを
包含し、 前記周波数−電圧変換回路は、クロックの周波数に応じ
た目標遅延量を表すパルス幅を有する入力パルス信号を
生成する入力パルス信号生成回路と、前記入力パルス信
号を遅延させる遅延回路であって、前記入力パルス信号
を遅延させることによって得られるパルス信号を出力パ
ルス信号として出力する遅延回路と、前記入力パルス信
号に対する前記出力パルス信号の遅延量に基づいて、前
記目標遅延量に対応する電圧を出力し、前記電圧を前記
遅延回路に供給する遅延量−電圧変換回路とを備えてお
り、前記遅延回路は前記遅延量−電圧変換回路から出力
される前記電圧に応じて前記入力パルス信号を遅延さ
せ、 前記周波数−電圧変換回路の入出力特性の傾きは、前記
遅延回路の遅延時間−電源電圧特性の傾きを調整するこ
とによって調整され、 前記周波数−電圧変換回路の入出力特性のオフセット量
は、前記遅延回路の遅延時間−電源電圧特性のオフセッ
ト量を調整することによって調整される、方法。
26. A target circuit that operates according to a clock;
A frequency-voltage conversion circuit that receives the clock as an input and provides a voltage corresponding to the frequency of the clock as an operation voltage of the target circuit, and adjusts input / output characteristics of the frequency-voltage conversion circuit. The method comprising: measuring the frequency of the clock based on an operating voltage of the target circuit measured for each of a plurality of frequencies of the clock.
Adjusting the slope of the input / output characteristics of the voltage conversion circuit; and Adjusting the frequency-to-voltage conversion circuit, the input-pulse signal generation circuit for generating an input pulse signal having a pulse width representing a target delay amount according to a clock frequency, and delaying the input pulse signal. A delay circuit that outputs a pulse signal obtained by delaying the input pulse signal as an output pulse signal, and the target delay based on a delay amount of the output pulse signal with respect to the input pulse signal. A delay amount-voltage conversion circuit that outputs a voltage corresponding to the amount and supplies the voltage to the delay circuit. The delay circuit delays the input pulse signal according to the voltage output from the delay-voltage conversion circuit, and the slope of the input / output characteristic of the frequency-voltage conversion circuit is the delay time of the delay circuit. The offset amount of the input / output characteristics of the frequency-voltage conversion circuit is adjusted by adjusting a slope of the power supply voltage characteristic, and the offset amount of the input / output characteristics of the delay circuit is adjusted by adjusting the offset amount of the delay time-power supply voltage characteristic of the delay circuit. Method.
【請求項27】前記遅延回路は、前記遅延量−電圧変換
回路から出力される前記電圧に応じて動作する第1遅延
ブロックと所定の固定電圧に応じて動作する第2遅延ブ
ロックとを含んでおり、前記第1遅延ブロックは、複数
の第1遅延ユニットを含んでおり、前記第2遅延ブロッ
クは、複数の第2遅延ユニットを含んでおり、 前記遅延回路の遅延時間−電源電圧特性の傾きは、前記
複数の第1遅延ユニットのうち前記入力パルス信号が通
過する第1遅延ユニットの段数を調整することによって
調整され、 前記遅延回路の遅延時間−電源電圧特性のオフセット量
は、前記複数の第2遅延ユニットのうち前記入力パルス
信号が通過する第2遅延ユニットの段数を調整すること
によって調整される、請求項26に記載の方法。
27. The delay circuit includes a first delay block that operates according to the voltage output from the delay amount-voltage conversion circuit and a second delay block that operates according to a predetermined fixed voltage. The first delay block includes a plurality of first delay units, the second delay block includes a plurality of second delay units, and a slope of a delay time-power supply voltage characteristic of the delay circuit. Is adjusted by adjusting the number of stages of the first delay unit, through which the input pulse signal passes, of the plurality of first delay units, and the offset amount of the delay time-power supply voltage characteristic of the delay circuit is 27. The method according to claim 26, wherein the method is adjusted by adjusting the number of stages of the second delay unit through which the input pulse signal passes.
【請求項28】クロックに従って動作する目標回路と、
前記クロックを入力として受け取り、前記クロックの周
波数に応じた電圧を前記目標回路の動作電圧として提供
する周波数−電圧変換回路とを備えたシステムにおい
て、前記周波数−電圧変換回路の入出力特性を調整する
方法であって、 前記クロックの複数の周波数のそれぞれに対して測定さ
れた前記目標回路の動作電圧に基づいて、前記周波数−
電圧変換回路の前記入出力特性の傾きを調整するステッ
プと、 前記目標回路が前記クロックの所定の周波数範囲におい
て動作可能となるように、前記周波数−電圧変換回路の
前記入出力特性のオフセット量を調整するステップとを
包含し、 前記周波数−電圧変換回路は、クロックの周波数に応じ
た目標遅延量を表すパルス幅を有する入力パルス信号を
生成する入力パルス信号生成回路と、前記入力パルス信
号を遅延させる遅延回路であって、前記入力パルス信号
を遅延させることによって得られるパルス信号を出力パ
ルス信号として出力する遅延回路と、前記入力パルス信
号に対する前記出力パルス信号の遅延量に基づいて、前
記目標遅延量に対応する電圧を出力し、前記電圧を前記
遅延回路に供給する遅延量−電圧変換回路とを備えてお
り、前記遅延回路は前記遅延量−電圧変換回路から出力
される前記電圧に応じて前記入力パルス信号を遅延さ
せ、 前記周波数−電圧変換回路の入出力特性の傾きおよびオ
フセット量は、前記クロックの周波数の関数として前記
入力パルス信号のパルス幅を調整することによって調整
される、方法。
28. A target circuit operating according to a clock,
A frequency-voltage conversion circuit that receives the clock as an input and provides a voltage corresponding to the frequency of the clock as an operation voltage of the target circuit, and adjusts input / output characteristics of the frequency-voltage conversion circuit. The method comprising: measuring the frequency of the clock based on an operating voltage of the target circuit measured for each of a plurality of frequencies of the clock.
Adjusting the slope of the input / output characteristics of the voltage conversion circuit, and adjusting the offset amount of the input / output characteristics of the frequency-voltage conversion circuit so that the target circuit can operate in a predetermined frequency range of the clock. Adjusting the frequency-to-voltage conversion circuit, the input-pulse signal generation circuit for generating an input pulse signal having a pulse width representing a target delay amount according to a clock frequency, and delaying the input pulse signal. A delay circuit that outputs a pulse signal obtained by delaying the input pulse signal as an output pulse signal, and the target delay based on a delay amount of the output pulse signal with respect to the input pulse signal. A delay amount-voltage conversion circuit that outputs a voltage corresponding to the amount and supplies the voltage to the delay circuit. The delay circuit delays the input pulse signal in accordance with the voltage output from the delay-voltage conversion circuit, and the slope and offset of the input / output characteristics of the frequency-voltage conversion circuit are the frequency of the clock. Adjusted by adjusting the pulse width of the input pulse signal as a function of
【請求項29】前記関数は、Pw=α/f+βによって表さ
れ、ここで、Pwは前記入力パルス信号のパルス幅、fは
前記クロックの周波数、α、βは定数であり、 前記周波数−電圧変換回路の入出力特性の傾きは、前記
定数αの値を調整することによって調整され、 前記周波数−電圧変換回路の入出力特性のオフセット量
は、前記定数βの値を調整することによって調整され
る、請求項28に記載の方法。
29. The function is represented by Pw = α / f + β, where Pw is the pulse width of the input pulse signal, f is the frequency of the clock, α and β are constants, and the frequency-voltage The slope of the input / output characteristics of the conversion circuit is adjusted by adjusting the value of the constant α, and the offset amount of the input / output characteristics of the frequency-voltage conversion circuit is adjusted by adjusting the value of the constant β. 29. The method of claim 28, wherein
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